【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及自动控制，尤其涉及一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法、装置、终端设备及存储介质。
技术介绍
1、蒸汽发生器是大型复杂的核电站中关键设备，其将核反应堆产生的热能转换为蒸汽，驱动汽轮机发电，在一、二回路之间构成一道防止放射性外泄的重要防护屏障。蒸汽发生器水位是机组安全稳定运行的关键参数之一，过高水位导致出口蒸汽含水量超标损害机组的寿命，过低的水位会使u型管的顶部裸露，造成非预期停堆事件，极大的影响核电运行的安全性和经济性。根据调查研究显示，国外现役的压水堆电站中，约30％的非预期停堆事件与蒸汽发生器液位相关。因此，根据核电站蒸汽发生器的控制参数以及液位，构建能够描述核电站蒸汽发生器系统行为的数学耦合模型，用于对蒸汽发生器的运行状态进行实时监测和控制是有必要的。
2、但由于核电蒸汽发生器具有庞大复杂的控制回路，建立辨识模型面临着非线性、耦合、数据信噪比低的挑战。具体的，核电站严格的安全运行要求只能在闭环环境下采集数据，而闭环运行采样数据质量低容易导致模型参数的辨识精度低。且闭环辨识的基本问题是不可测噪声和输入信号之间存在相关性，导致开环辨识方法不能直接应用于闭环数据，因此当下核电站蒸汽发生器的建模仍存在很大的困难。
技术实现思路
1、本专利技术实施例提供一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法、装置、终端设备及存储介质，能够克服当下核电蒸汽发生器建模时的非线性化问题，以及核电蒸汽发生器的闭环运行采样数据质量低的问题，并且有效提高参数辨识精度，从而构建能够用
2、本专利技术一实施例提供了一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，包括：
3、获取核电蒸汽发生器的若干历史运行数据；其中，所述历史运行数据，包括：核电蒸汽发生器在一时段内的若干实际液位，以及核电蒸汽发生器在所述时段内影响液位的若干影响参数；
4、采用自回归模型结构，根据若干所述历史运行数据，构造所述核电蒸汽发生器的初始系统模型；
5、采用最小二乘法，根据所述初始系统模型，确定所述初始系统模型的观测变量、待辨识参数、以及残余误差，并根据所述观测变量、所述待辨识参数、以及所述残余误差，确定启动估计参数；
6、采用辅助变量法，根据所述启动估计参数构造辅助变量，继而根据所述辅助变量、所述观测变量、所述待辨识参数、以及所述残余误差，生成所述待辨识参数的参数初值；
7、根据所述初始系统模型、所述参数初值、以及每一时段的若干所述影响参数，计算每一时段内的若干预测液位，并采用预报误差法，根据若干所述预测液位与对应若干所述实际液位，计算所述初始系统模型，在所述参数初值下的预报误差，继而根据所述预报误差，更新迭代所述参数初值，直至所述预报误差的平方和最小，并将最后更新迭代的参数初值作为所述待辨识参数的目标数值；
8、根据所述目标数值以及所述初始系统模型，生成所述核电蒸汽发生器的系统耦合模型。
9、进一步的，所述初始系统模型，为：
10、a(q-1)y(k)＝b(q-1)u(k-nk)+ε(k)；
11、a＝diag(a1,a2,…am)；
12、
13、
14、
15、其中，nk为延迟，y(k)为核电蒸汽发生器在第k个时段内的m个实际液位，u(k-nk)为核电蒸汽发生器在第k个时段内影响液位的n个影响参数，ε为残余误差，q-1为差分算子，a为第一模型参数，ai为第一模型参数中与第i个实际液位对应的第i个第一子参数，为ai的第个第一分量，b为第二模型参数，bij为第二模型参数中表示第j个影响参数与第i个实际液位相关性的第二子参数，为bij的第个第二分量。
16、进一步的，所述采用最小二乘法，根据所述初始系统模型，确定所述初始系统模型的观测变量、待辨识参数、以及残余误差，并根据所述观测变量、所述待辨识参数、以及所述残余误差，确定启动估计参数，包括：
17、将所述初始系统模型转换为最小二乘形式，生成对应的最小二乘模型；其中，所述最小二乘模型，由观测变量、待辨识参数、以及残余误差所构成；
18、构建以所述残余误差的平方和最小化为目标的第一目标函数；
19、迭代优化所述观测变量，以使所述第一目标函数的第一函数值最小化，并在确定第一函数值最小时，根据最后迭代优化的观测变量以及若干所述历史运行数据中的若干实际液位，生成所述启动估计参数。
20、进一步的，所述最小二乘模型，为：
21、y(k)＝φ(k)θ(k)+ε(k)；
22、φ(k)＝diag(φ1(k),φ2(k),…,φm(k))；
23、
24、θ(k)＝[θ1(k)θ2(k)…θm(k)]t；
25、
26、其中，φ(k)为观测变量，φi(k)为所述观测变量中第i个第三子参数；θ(k)为待辨识参数，θi(k)为所述待辨识参数中的第i个第四子参数。
27、进一步的，所述采用辅助变量法，根据所述启动估计参数构造辅助变量，继而根据所述辅助变量、所述观测变量、所述待辨识参数、以及所述残余误差，生成所述待辨识参数的参数初值，包括：
28、根据所述启动估计参数构造的辅助变量如下所示：
29、ψ＝diag(ψ1(k),ψ2(k),…,ψm(k))；
30、
31、
32、其中，ψ为辅助变量，ψi(k)所述辅助变量中的第i个第五子参数，为启动估计参数，为所述启动估计参数中的第i个第六子参数。
33、根据以下公式，计算所述待辨识参数的参数初值：
34、
35、其中，为参数初值。
36、进一步的，所述采用预报误差法，根据若干所述预测液位与对应若干所述实际液位，计算所述初始系统模型，在所述参数初值下的预报误差，包括：
37、采用以下公式，计算所述初始系统模型在所述参数初值下的预报误差：
38、
39、其中，为所述预报误差，y(k)为核电蒸汽发生器在第k个时段内的实际液位，为所述初始系统模型预测核电蒸汽发生器在第k个时段内的预测液位
40、进一步的，所述根据所述预报误差，更新迭代所述参数初值，直至所述预报误差的平方和最小，并将最后更新迭代的参数初值作为所述待辨识参数的目标数值；根据所述目标数值以及所述初始系统模型，生成所述核电蒸汽发生器的系统耦合模型，包括：
41、构建以所述预报误差的平方和最小化为目标的第二目标函数；
42、采用newton-raphson算法更新迭代所述参数初值，以使所述第二目标函数的第二函数值最小化，在确定所述第二函数值最小，且最后迭代的参数初值精度满足预设要求时，停止迭代，并将最后更新迭代的参数初值作为所述待辨识参数的目标数值；
43、根据所述目标数值，确定所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述初始系统模型，为：
3.如权利要求2所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述采用最小二乘法，根据所述初始系统模型，确定所述初始系统模型的观测变量、待辨识参数、以及残余误差，并根据所述观测变量、所述待辨识参数、以及所述残余误差，确定启动估计参数，包括：
4.如权利要求3所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述最小二乘模型，为：
5.如权利要求4所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述采用辅助变量法，根据所述启动估计参数构造辅助变量，继而根据所述辅助变量、所述观测变量、所述待辨识参数、以及所述残余误差，生成所述待辨识参数的参数初值，包括：
6.如权利要求5所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述采用预报误差法，根据若干所述预测液位与对应若干所述实际液位，计算所述初始系统模型，在所述参数初
7.如权利要求6所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述根据所述预报误差，更新迭代所述参数初值，直至所述预报误差的平方和最小，并将最后更新迭代的参数初值作为所述待辨识参数的目标数值；根据所述目标数值以及所述初始系统模型，生成所述核电蒸汽发生器的系统耦合模型，包括：
8.一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识装置，其特征在于，包括：
9.一种终端设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任意一项所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述存储介质所在设备执行如权利要求1至7中任意一项所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述初始系统模型，为：
3.如权利要求2所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述采用最小二乘法，根据所述初始系统模型，确定所述初始系统模型的观测变量、待辨识参数、以及残余误差，并根据所述观测变量、所述待辨识参数、以及所述残余误差，确定启动估计参数，包括：
4.如权利要求3所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述最小二乘模型，为：
5.如权利要求4所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述采用辅助变量法，根据所述启动估计参数构造辅助变量，继而根据所述辅助变量、所述观测变量、所述待辨识参数、以及所述残余误差，生成所述待辨识参数的参数初值，包括：
6.如权利要求5所述的一种基于核电蒸汽发生器模型的闭环辨识方法，其特征在于，所述采用预报误差法，根据...
【专利技术属性】
技术研发人员：王洪瑞，苑明哲，于广平，肖金超，
申请(专利权)人：广州工业智能研究院，
类型：发明
国别省市：
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