ПРИМЕНЕНИЕ НЕЧЕТКИХ РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ВВЭР-1200
https://doi.org/10.26583/vestnik.2024.320
EDN: QBFVFE
Аннотация
В данной работе смоделированы нечеткий и нечеткий ПИ-регуляторы системы автоматического регулирования мощности линеаризованной математической модели реакторной установки ВВЭР-1200. Непосредственно контур системы автоматического регулирования включает в себя математическую модель шагового электромагнитного привода, модель датчиков потока нейтронов, а также уточненную математическую модель 12 группы органов регулирования системы управления и защиты, полученную путем аппроксимации экспериментальных данных алгоритмом Левенберга–Марквардта для нелинейного метода наименьших квадратов. На основе модели в пространстве состояний ядерного реактора было также определено 10 передаточных матриц, соответствующих диапазону мощности 10–100 % от номинальной и спроектировано 10 классических ПИ-регуляторов для обеспечения запасов устойчивости не менее 60° по фазе, и не менее 10 децибел по амплитуде для каждого уровня мощности реакторной установки. Результаты моделирования показывают значительное преимущество разработанных нечетких регуляторов как в режиме астатического поддержания мощности с учетом шумов в канале датчиков потока нейтронов, так и в режимах следования за нагрузкой.
Об авторах
С. С. Правосуд
АНО ДПО Техническая академия Росатома;
Северский технологический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Россия
Россия
Инженер по подготовке персонала 1 категории / Преподаватель
Д. С. Маслаков
Северский технологический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Россия
Россия
Я. О. Якубов
Северский технологический институт – филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ»
Россия
Россия
Список литературы
1. Belleni-Morante A. The kinetic behaviour of a reactor composed of G loosely coupled cores: Integral formulation // Journal of Nuclear Energy. Parts A/B. Reactor Science and Technology, 1964. V. 18, Iss. 10. Pp. 547–559. https://doi.org/10.1016/0368-3230(64) 90139-9
2. Пикина Г.А., Ле Ван Динь, Пащенко Ф.Ф. Модели динамики реактора ВВЭР с мощностным коэффициентом реактивности // Вестник МЭИ, 2016. № 2. С. 75–83.
3. Никулина Е.Н. Математическое моделирование систем автоматического регулирования тепловой мощности реактора // Вестник Нац. техн. ун-та «ХПИ»: Сб. науч. тр. Темат. вып.: Системный анализ, управление и информационные технологии. – Харьков: НТУ «ХПИ», 2009. № 4. С. 131–136.
4. Anith Khairunnisa Ghazali, et al. PID Controller for nuclear reactor power control system // International Journal of Pure and Applied Mathematics, 2018. V. 118. № 24.
5. Jiang Y., Geslot B., Lamirand V., Leconte P. Review of kinetic modulation experiments in low power nuclear reactors EPJ N //Nuclear Sciences & Technologies, 2020. V. 6. Р. 55. https://doi.org/10.1051/epjn/ 2020017.
6. Zarei M. A physically based PID controller for the power maneuvering of nuclear reactors // Progress in Nuclear Energy, 2020. V. 127. 103431.
7. https://doi.org/ 10.1016/j.pnucene.2020.103431.
8. Абдулрахим К.К., Толоконский А.О., Лаидани З., Беррекси Р. Оптимальное управление на основе линейно-квадратичного регулятора для управления ядерным реактором // Вестник НИЯУ МИФИ, 2021. Т. 10. № 5. С. 436–447. https://doi.org/ 10.1134/S2304487X21050023.
9. Arab-Alibeik H., Setayeshi S. Improved Temperature Control of a PWR Nuclear Reactor Using an LQG/LTR Based Controller // IEEE Transactions on Nuclear Science, 2003. V. 50. Pp. 211–218.https://doi.org/10.1109/TNS.2002.807860.
10. Yan X., et al. Robust power control design for a small, pressurized water reactor using an H infinity mixed sensitivity method // Nuclear Engineering and Technology, 2020. V. 52. Iss. 7. Pp. 1443–1451.https://doi.org/10.1016/j.net.2019.12.031.
11. Vajpayee V., Mukhopadhyay S., Tiwari A.P. Data-Driven Subspace Predictive Control of a Nuclear Reactor // IEEE Transactions on Nuclear Science, 2018. V. 65, № 2. Рp. 666–679. DOI: 10.1109/TNS.2017. 2785362.
12. Calvillo C.F. et al. Comparison of Model Based Predictive Control and Fuzzy Logic Control of a DFIG with an Indirect Matrix Converter // IECON 2012 – 38th Annual Conference on IEEE Industrial Electronics Society. Montreal, QC, Canada, 2012. Р. 6063–6068. DOI: 10.1109/IECON.2012.6389090.
13. Zeng W., et al. A functional variable universe fuzzy PID controller for load following operation of PWR with the multiple model // Annals of Nuclear Energy, 2020. V. 140. https://doi.org/10.1016/j.anucene. 2019.107174.
14. Liu Х, Wang M. Nonlinear Fuzzy Model Predictive Control for a PWR Nuclear Power Plant // Mathematical Problems in Engineering, 2014. V. 2014. Article ID 908526, 10 p. https://doi.org/10.1155/2014/908526.
15. Zeng W. et al. Core power control of a space nuclear reactor based on a nonlinear model and fuzzy-PID controller // Progress in Nuclear Energy, 2021. V. 132. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2020.103564.
16. Zeng W. et al. A fuzzy-PID composite controller for core power control of liquid molten salt reactor // Annals of Nuclear Energy, 2020. V. 139.
17. https://doi.org/ 10.1016/j.anucene.2019.107234.
18. Acharya D., Rai A., Kumar Das D. Optimal rule based fuzzy-PI controller for core power control of nuclear reactor // Annals of Nuclear Energy, 2023. V. 194. https://doi.org/10.1016/j.anucene.2023.110118.
19. Zhang L., Xie H., Duan Q., Lu C., Li J., et al. Power Level Control of Nuclear Power Plant Based on Asymptotical State Observer under Neutron Sensor Fault // Science and Technology of Nuclear Installations, 2021. V. 2021, Article ID 8833729, 8 p.
20. https://doi.org/ 10.1155/2021/8833729.
21. Щукин К.Ю. Математическое моделирование процессов, протекающих при перемещении шагового привода // Вопросы электромеханики. Труды НПП ВНИИЭМ-2007. Т. 104. C. 70–76.
22. Правосуд С.С., Маслаков Д.С., Якубов Я.О., Овчеренко А.А. Верификация модели динамики ядерного реактора ВВЭР-1200, состоящей из одного топливного узла, примыкающего к двум узлам теплоносителя // Глобальная Ядерная Безопасность, 2023. T. 48(3). C. 82–95.
23. https://doi.org/10.26583/gns-2023-03-08.
24. Беррекси Р., Толоконский А.О., Лаидани З., Абдулрахим К.К., Кудратов В.Н. Применение нечеткой логики в системах реального времени на базе программно-технического комплекса УМИКОН // Вестник НИЯУ МИФИ, 2022. Т. 11. № 1. С. 68–79.
25. https://doi.org/10.56304/S2304487X22010 059.
26. Джарум Б., Соловьёв Д.А., Семенов А.А., Щукин Н.В., Выговский С.Б., Аль-Шамайлех А.И., Танаш Х.А. Влияние температурного регулирования при работе ВВЭР-1000 и ВВЭР-1200 в режиме следования за нагрузкой // Вестник НИЯУ МИФИ, 2020. Т. 9. № 3. С. 201–209. https://doi.org/10.56304/S23044 87X 20030037.
Рецензия
Для цитирования:
Правосуд С.С., Маслаков Д.С., Якубов Я.О. ПРИМЕНЕНИЕ НЕЧЕТКИХ РЕГУЛЯТОРОВ ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА ВВЭР-1200. Вестник НИЯУ МИФИ. 2024;13(2):97-109. https://doi.org/10.26583/vestnik.2024.320. EDN: QBFVFE
For citation:
Pravosud S., Maslakov D., Yakubov Ya. AN APPLICATION OF FUZZY LOGIC CONTROLLERS FOR POWER CONTROL OF THE VVER-1200 NUCLEAR REACTOR. Vestnik natsional'nogo issledovatel'skogo yadernogo universiteta "MIFI". 2024;13(2):97-109. (In Russ.) https://doi.org/10.26583/vestnik.2024.320. EDN: QBFVFE
Просмотров:
869
Послать статью по эл. почте 