【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及压水堆，尤其涉及小型一体化压水堆冷却剂平均温度t-s模糊建模方法。
技术介绍
1、小型一体化压水堆采用一体化设计，这种整体化设计虽然缩减了建造成本，但是带来了一些问题。第一，小型一体化压水堆的反应堆堆芯和蒸汽发生器之间没具备如压水堆那样的热管段和冷管段，不同设备的冷却剂之间存在强相互作用；第二，相对于堆芯功率，压力容器的体积很大，冷却剂的存量也很大，主冷却剂的惯性大；第三，与传统蒸汽发生器相比，它的水储量较小，蒸汽发生器对扰动非常敏感。所以，当功率变化或者有其他扰动时，这样设计的系统对扰动的响应较慢。
2、小型一体化压水堆作为被控对象是一个非线性时变系统，控制器设计采用的模型一般存在较大的参数不确定性和未建模动态，系统存在多种扰动，多个状态不可测。除此之外，因小型一体化压水堆设备类型、设备布置等与大型压水堆差异较大，调节需求和动态特性上也有较大区别。普遍认为，小型一体化压水堆因一回路热惯性大，而蒸汽发生器储水量少对扰动敏感，加之核动力装备的高机动性要求，使小型一体化压水堆的控制更具挑战性，尚未得到很好地解决。
3、模型是设计控制器的基础，基于小型一体化压水堆高阶非线性模型设计控制器较为困难，且设计的控制器一般结构复杂，不便于工程应用。因此，一种低阶、适合线性控制器设计的模型，具有较高的理论意义和较大的工程应用价值。针对上述问题，需要一种t-s模糊模型的构建方法来方便模糊自抗扰控制器的设计。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提出小型一体化压水
2、步骤s1：将微分方程组描述的小型一体化堆芯集总参数模型整理为三阶非线性模型，分离出三阶非线性模型中可用和不可用t-s模糊模型解析表示的项，并将不可用t-s模糊模型解析表示的项视为总扰动；
3、步骤s2：选择前提变量和隶属度函数，实现三阶非线性模型中平均温度的解析表达，将包含堆芯上部控制体的温度的项归入总扰动，得到冷却剂平均温度t-s模糊模型；
4、步骤s3：通过运行数据确定模糊前件的隶属度函数，并对模糊后件的参数进行辨识。
5、步骤s1中的小型一体化堆芯集总参数模型为：
6、
7、
8、
9、
10、
11、
12、
13、
14、其中，pth、pth0分别为堆芯相对功率、初始相对功率；t为时间；ρ为堆芯反应性；αc、αf分别是燃料温度系数、慢化剂温度系数；λ为一代中子时间；β为缓发中子份额；cr为堆芯相对先驱核浓度；n、n0分别为堆内中子密度、初始平衡中子密度；p、p0分别为反应堆功率、反应堆额定功率；λ为堆内缓发中子先驱核衰变时间常数；tf为堆芯燃料温度；f为裂变释放能量在燃料中所占份额；θ1、θ2分别为压力容器冷却剂节点1温度、压力容器冷却剂节点2温度；mc1、mc2、mf分别为冷却剂节点1质量、冷却剂节点2质量、燃料质量；cpc为反应堆一回路冷却比热容；cpf为堆芯燃料比热容；afc、afc1、afc2分别为堆芯燃料与堆芯冷却剂总传热面积、燃料与冷却剂节点1总传热面积、燃料与冷却剂节点2总传热面积；wc为堆芯冷却剂质量流量；ufc为堆芯燃料与冷却剂传热系数；ρ、ρr为堆芯反应性、控制棒引入的反应性；gr为堆芯控制棒反应性价值；zr为控制棒相对棒速；tinlet、toutlet分别为堆芯进、出口温度；tcl、thl分别为反应堆冷、热管段温度；tav为反应堆冷热管段的平均温度或者堆芯进出口平均温度。
15、步骤s1中的三阶非线性模型为：
16、
17、
18、其中，
19、
20、fa为“未建模动态”和内部扰动之和，即包含燃料温度变化量，δtf为不可测等变量。
21、步骤s2中的冷却剂平均温度t-s模糊模型如下：
22、if δθ1 is nt and δpth is np,
23、
24、ifδθ1is nt andδpth is pp,
25、
26、ifδθ1 is pt and δpth is np
27、
28、if δθ1 is pt and δpth is pp,
29、
30、且模糊推理输出为
31、
32、其中wi为每条模糊规则的权重
33、w1＝μntμnp
34、w2＝μntμpp
35、w3＝μptμnp
36、w4＝μptμpp
37、前提变量模糊子集n表示“负”，p表示“正”，下标“t”表示为堆芯下部温度变化量δθ1的模糊子集，“p”表示为功率变化量δpth的模糊子集；
38、其中μnt和μpt为δθ1两个模糊子集nt和pt的隶属度函数，定义如下：
39、
40、
41、μnp和μpp为δpth两个模糊子集np和pp的隶属度函数，分别为：
42、
43、
44、其中
45、dθ1＝max(|δθ1|)
46、dpth＝max(|δpth|)
47、
48、
49、
50、
51、。
52、本专利技术的有益效果在于：
53、1、本专利技术所提t-s模糊模型构建方法是面向ladrc设计的，避免了模型结构最简或模型拟合精度最高为建模目标；
54、2、本专利技术采用适当的前提变量和模糊集隶属度函数，使所得t-s模糊模型与原非线性模型具有等价的解析形式，既提高了模糊模型的精度，又降低了模糊模型结构选择和参数优化的难度。
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1.小型一体化压水堆冷却剂平均温度T-S模糊建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的小型一体化压水堆冷却剂平均温度T-S模糊建模方法，其特征在于，所述步骤S1中的小型一体化堆芯集总参数模型为：
3.根据权利要求2所述的小型一体化压水堆冷却剂平均温度T-S模糊建模方法，其特征在于，所述步骤S1中的三阶非线性模型为：
4.根据权利要求3所述的小型一体化压水堆冷却剂平均温度T-S模糊建模方法，其特征在于，所述步骤S2中的冷却剂平均温度T-S模糊模型如下：
【技术特征摘要】
1.小型一体化压水堆冷却剂平均温度t-s模糊建模方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的小型一体化压水堆冷却剂平均温度t-s模糊建模方法，其特征在于，所述步骤s1中的小型一体化堆芯集总参数模型为：
3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：周世梁，王培琳，陈泽廉，张雪松，
申请(专利权)人：华北电力大学，
类型：发明
国别省市：
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