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1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文基于新型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反應(yīng)堆功率控制碩士研究生：楊帆指導(dǎo)教師：王俊玲教授學(xué)科、專業(yè)：核科學(xué)與技術(shù)論文主審人：欒秀春副教授哈爾濱工程大學(xué)2018年03月分類號(hào)：密級(jí)：UDC：編號(hào)：工學(xué)碩士學(xué)位論文基于新型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反應(yīng)堆功率控制碩士研究生：楊帆指導(dǎo)教師：王俊玲教授學(xué)位級(jí)別：工學(xué)碩士學(xué)科、專業(yè)：核科學(xué)與技術(shù)所在單位：核科學(xué)與技術(shù)學(xué)院論文提交日期：2018年01月08日論文答辯日期：2018年03月07日學(xué)位授予單位：哈爾濱工程大學(xué)ClassifiedIndex:U.D.C:ADissertationfortheDegree
2、ofM.EngNuclearReactorPowerControlBasedonaNewTypeControlRodDrivingMechanismCandidate:YangFanSupervisor:WangJunlingAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpecialty:NuclearScienceandTechnologyDateofSubmission:January,2018DateofOralExamination:March,2018University:HarbinEngineeringUnive
3、rsity哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：本論文的所有工作，是在導(dǎo)師的指導(dǎo)下，由作者本人獨(dú)立完成的。有關(guān)觀點(diǎn)、方法、數(shù)據(jù)和文獻(xiàn)的引用已在文中指出，并與參考文獻(xiàn)相對(duì)應(yīng)。除文中已注明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)公開發(fā)表的作品成果。對(duì)本文的研究做出重要貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文中以明確方式標(biāo)明。本人完全意識(shí)到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。作者（簽字）：日期：年月日哈爾濱工程大學(xué)學(xué)位論文授權(quán)使用聲明本人完全了解學(xué)校保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的有關(guān)規(guī)定，即研究生在校攻讀學(xué)位期間論文工作的知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬于哈爾濱工程大學(xué)。哈爾濱工程大學(xué)有權(quán)保留并向國(guó)家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交
4、論文的復(fù)印件。本人允許哈爾濱工程大學(xué)將論文的部分或全部?jī)?nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文，可以公布論文的全部?jī)?nèi)容。同時(shí)本人保證畢業(yè)后結(jié)合學(xué)位論文研究課題再撰寫的論文一律注明作者第一署名單位為哈爾濱工程大學(xué)。涉密學(xué)位論文待解密后適用本聲明。本論文（□在授予學(xué)位后即可□在授予學(xué)位12個(gè)月后□解密后）由哈爾濱工程大學(xué)送交有關(guān)部門進(jìn)行保存、匯編等。作者（簽字）：導(dǎo)師（簽字）：日期：年月日年月日基于新型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反應(yīng)堆功率控制摘要核電站安全可靠運(yùn)行是發(fā)展核電的重要保證。要保障堆芯安全運(yùn)行，反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)起到至關(guān)重要的作用。因
5、此，研究更加安全穩(wěn)定的壓水堆功率控制系統(tǒng)是核電技術(shù)研究的熱點(diǎn)?？刂瓢趄?qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)是核反應(yīng)堆中的重要機(jī)械設(shè)備，是反應(yīng)堆和系統(tǒng)保護(hù)的組成部分，承擔(dān)了控制反應(yīng)堆的啟動(dòng)、功率調(diào)節(jié)、停堆等工作。本文研究了基于新型伺服活塞式水力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的核反應(yīng)堆功率控制問題。為了建立反應(yīng)堆功率控制模型，對(duì)伺服活塞控制棒水力驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。首先，對(duì)步進(jìn)電機(jī)建立了角速度模型，其次對(duì)控制棒反應(yīng)性進(jìn)行數(shù)學(xué)建模。引入點(diǎn)堆模型動(dòng)態(tài)方程，并將兩個(gè)數(shù)學(xué)模型結(jié)合轉(zhuǎn)化為參數(shù)變化的狀態(tài)空間模型，并對(duì)該模型的穩(wěn)定性，可觀性和可控性進(jìn)行分析。為了反應(yīng)堆的運(yùn)行安全，反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)必須是一個(gè)鎮(zhèn)定的系統(tǒng)，利用MATLAB軟
6、件中的LMI工具箱，求解線性矩陣不等式的可行解，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)了兩種基于保性能狀態(tài)反饋控制器和一種保性能狀態(tài)反饋跟蹤控制器并進(jìn)行仿真分析動(dòng)態(tài)特性。通過仿真的結(jié)果來討論控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及不同權(quán)重矩陣的取值對(duì)控制器控制效果的影響。為了保證反應(yīng)堆的固有安全性，即在面對(duì)擾動(dòng)時(shí)能快速恢復(fù)平衡，設(shè)計(jì)了基于H2，H∞和H2/H∞三種不同性能指標(biāo)的魯棒控制器。其中基于H2和H∞性能指標(biāo)設(shè)計(jì)了狀態(tài)反饋全局控制器和分段控制器，基于H∞性能指標(biāo)設(shè)計(jì)了輸出反饋的控制器并進(jìn)行仿真，分析了系統(tǒng)面對(duì)擾動(dòng)時(shí)的動(dòng)態(tài)性能。最后為了實(shí)現(xiàn)反應(yīng)堆功率控制系統(tǒng)負(fù)荷跟蹤的目的，設(shè)計(jì)了基于H2，H∞和H2/H∞性能指標(biāo)
7、的狀態(tài)反饋跟蹤控制器。并在四種工況下以及不同擾動(dòng)下進(jìn)行仿真，分析了系統(tǒng)不同情況下的動(dòng)態(tài)性能。仿真結(jié)果表明，本文所設(shè)計(jì)的控制器都可以保證閉環(huán)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。關(guān)鍵詞：壓水堆；控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)；反應(yīng)堆功率控制；魯棒控制I哈爾濱工程大學(xué)碩士學(xué)位論文II基于新型控制棒驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)的反應(yīng)堆功率控制ABSTRACTNuclearpowerplantsafeandreliableoperationistheimportantguaranteeforthedevelopmentofnuclearpower.Inordertoensurethecoresafetyd
