Sterowanie ciśnieniem w stabilizatorze ciśnienia z wykorzystaniem metody sprzężenia od stanu i działania całkującego

• Autorzy: Czapliński M. , Duzinkiewicz K. , Piotrowski R.

Warianty tytułu

EN

State feedback integral control of pressure in a nuclear power plant pressurizer

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

: W elektrowni jądrowej z reaktorem wodno ciśnieniowym, ważną funkcję pełni stabilizator ciśnienia odpowiedzialny za utrzymanie właściwego ciśnienia oraz masy wody w obiegu pierwotnym. W artykule rozważany jest układ regulacji ciśnienia w stabilizatorze ciśnienia. Jego zadaniem jest utrzymanie stałej wartości ciśnienia chłodziwa obiegu pierwotnego gwarantującego, z jednej strony bezpieczeństwo pracy reaktora (zapobieganie wrzeniu chłodziwa), a z drugiej strony utrzymanie odpowiednich parametrów pracy w obiegu wtórnym. Uzasadnione jest zatem użycie modelu liniowego do syntezy układu sterowania. Artykuł podejmuje analizę możliwości zastosowania sterowania ze sprzężeniem od stanu i działaniem całkującym. Dla modelu typu wejście-wyjście [1], zaproponowano model w przestrzeni stanu, a następnie opisano elementy syntezy układu sterowania. W badaniach symulacyjnych przeanalizowano wpływ zmiennych w czasie zakłóceń na jakość sterowania.

EN

In a nuclear power plant with a pressurized water reactor, a pressurizer has two tasks, pressure control in the primary circuit and coolant water level control. In the paper there is considered a pressure control system of the pressurizer which is responsible for control of pressure in the primary circuit at the setting value. It guarantees safe operation of the reactor (avoids boiling) and maintaining appropriate operating parameters in the secondary circuit. In this case it is reasonable to use a linear model for the synthesis of the control system. In the paper there is analysed the applicability of state feedback integral control of pressure in the pressurizer. For the input-output model [1] there is proposed a model in the state space. The components of synthesis the control system are described. In the simulation study there was examined the impact of time-varying disturbances on the control quality. The first section presents the motivation of research and general information about the primary circuit of a nuclear power plant with a pressurized water reactor. The next section contains a description f the modeled system, i.e. the pressurizer, and the references to other solutions of the pressure control issue. The third section is devoted to the description, construction and implementation of the pressurizer mathematical model in Matlab/Simulink. The next section contains the description of synthesis of the control system with state feedback and integral action. The fifth section deals with implementation, computer simulation studies and analysis of results. The last section presents the summary of the work. The obtained results show the relevance and compliance of the designed control structure with reality. The designed system realizes the tasks assumed.

Słowa kluczowe

PL

elektrownia jądrowa; modelowanie matematyczne; stabilizator ciśnienia; obieg pierwotny; sterowanie ze sprzężeniem od stanu; sterowanie z działaniem całkującym

EN

nuclear power plant; mathematical modeling; pressurizer; primary circuit rupture; state feedback control; integral control

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2014
• Tom: R. 60, nr 3
• Strony: 136--140
• Opis fizyczny: Bibliogr. 5 poz., rys., schem., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Czapliński M.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Duzinkiewicz K.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

autor

Piotrowski R.

• Politechnika Gdańska, Wydział Elektrotechniki i Automatyki, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk

Bibliografia

• [1] Szabo Z., Szederkenyi G., Gaspar P., Varga I., Hangos K.M., Bokor J.: Identification and dynamic inversion – based control of a pressurizer at the Paks NPP. Control Engineering Practice, Vol. 18, No. 5 (2010), pp. 554–565.
• [2] Ackermann G.: Eksploatacja elektrowni jądrowych. WNT, Warszawa, 1987.
• [3] Hołownia A., Wojtoń K.: Systemy sterowania bloków jądrowych z reaktorami typu wodno-ciśnieniowego – przegląd układów i sprzętu. Praca magisterska, Politechnika Gdańska, Wydział Elektryczny, Gdańsk, 1987.
• [4] Li Y., Ma J., Chan A., Huang Y., Wang B.: Mechanism model of pressurizer in the pressurized water reactor nuclear power plant based on PSO algorithm. Proc. of the 24th Chinese Control and Decision Conference (CCDC), Taiyuan, May 23-25, 2012.
• [5] Ostertag E.: Mono – and Multivariable Control and Estimation: Linear, Quadratic and LMI Methods. Springer – Verlag, 2011.