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基于vPower的核热推进系统自动控制方法

马心怡 韩文斌 邓坚 黄善仿 齐志超

马心怡, 韩文斌, 邓坚, 黄善仿, 齐志超. 基于vPower的核热推进系统自动控制方法[J]. 核动力工程, 2024, 45(4): 255-261. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0255
引用本文: 马心怡, 韩文斌, 邓坚, 黄善仿, 齐志超. 基于vPower的核热推进系统自动控制方法[J]. 核动力工程, 2024, 45(4): 255-261. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0255
Ma Xinyi, Han Wenbin, Deng Jian, Huang Shanfang, Qi Zhichao. Automatic Control Method of Nuclear Thermal Propulsion System Based on vPower[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(4): 255-261. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0255
Citation: Ma Xinyi, Han Wenbin, Deng Jian, Huang Shanfang, Qi Zhichao. Automatic Control Method of Nuclear Thermal Propulsion System Based on vPower[J]. Nuclear Power Engineering, 2024, 45(4): 255-261. doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0255

基于vPower的核热推进系统自动控制方法

doi: 10.13832/j.jnpe.2024.04.0255
详细信息
    作者简介:

    马心怡(2001—),女,硕士研究生,现主要从事核反应堆换料工艺及专用设备的研究,Email: xy.ma1002@outlook.com

  • 中图分类号: TL362

Automatic Control Method of Nuclear Thermal Propulsion System Based on vPower

  • 摘要: 核热推进具有推力大、比冲高、能量转换效率高、工作时间长等性能优势,在深空探测等领域前景广阔。反应堆自动控制可以减少人为导致的误操作事故,提高经济性和可靠性,减少不必要的损耗。为研究核热推进系统的自动控制方法,本文基于vPower仿真支撑平台对典型核热推进系统进行自动控制仿真。通过确定控制策略,选用比例微分积分(PID)作为主要控制方法,并添加反应性反馈模块完善系统仿真模型,进而设计添加仿真控制系统。结果表明,本文所设计的控制系统能够实现自动启停堆过程,以及针对外部目标需求进行功率、比冲和推力的自动控制调节。

     

  • 图  1  自动启堆过程中各参数变化

    Figure  1.  Variation of Parameters during Automatic Reactor Star-Up

    图  2  紧急停堆过程中各参数变化

    Figure  2.  Variation of Parameters during Emergency Shutdown

    图  3  连续功率目标下相对功率因子及堆芯最高温度变化

    Figure  3.  Variation of Relative Power Factor and Maximum Core Temperature with Continuous Power Target

    图  4  直接比冲目标下各参数变化

    Figure  4.  Variation of Parameters with Direct Specific Impulse Target

    图  5  连续比冲目标下比冲及堆芯最高温度变化

    Figure  5.  Variation of Specific Impulse and Maximum Core Temperature with Continuous Specific Impulse Target

    图  6  直接推力目标下各参数变化

    Figure  6.  Variation of Parameters with Direct Thrust Target

    图  7  连续推力目标下各参数变化

    Figure  7.  Variation of Parameters with Continuous Thrust Target

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出版历程
  • 收稿日期:  2023-09-14
  • 修回日期:  2023-12-12
  • 刊出日期:  2024-08-12

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