Wieloobszarowa rozmyta regulacja PID mocy reaktora jądrowego

• Autorzy: Puchalski B. , Rutkowski T. , Duzinkiewicz K.

Warianty tytułu

EN

Multi-regional fuzzy PID control of nuclear reactor power

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule przedstawiono wieloobszarowy regulator rozmyty z lokalnymi regulatorami PID dla sterowania mocą reaktora jądrowego typu PWR. Wykorzystano model matematyczny o parametrach skupionych reaktora PWR obejmujący procesy generacji i wymiany ciepła oraz efektów reaktywnościowych. Nastawy lokalnych regulatorów PID zostały dobrane w sposób optymalny, minimalizując całkowy wskaźnik jakości ISE. Na przykładzie pokazano że zastosowane rozwiązanie może poprawić jakość pracy układu sterowania.

EN

In the paper synthesis of a multi-regional fuzzy controller with local PID controllers for control of thermal power of the PWR type nuclear reactor is presented. It was assumed that the nuclear reactor worked in a wide range of change of the operating point. Lumped parameter models of the thermal power generation and heat exchange were used. Due to nonlinearities of the controlled plant the proposed controller was composed of local PID controllers. A control signal from the controller was based on the Takagi-Sugeno fuzzy logic and it was built according to basic membership functions. This enabled the control of the nuclear reactor power in a wide range. A PWR nuclear reactor model - well known from the literature - consisted of the heat generation model, the thermo-hydraulics model and the reactivity effects model [1]. It was used for synthesis and analysis of the designed controller. The parameters of local PID controllers were optimally selected using the integral square error quality index. Tests and verification of the designed controller were performed using the Matlab/Simulink fast prototyping software. The results show that the designed controller is more effective in controlling the nuclear reactor power than a conventional classic PID controller.

Słowa kluczowe

PL

wieloobszarowy regulator rozmyty z lokalnymi regulatorami PID; reaktor jądrowy PWR; sterowanie; modelowanie matematyczne

EN

multi-regional fuzzy controller with local PID controllers; PWR nuclear reactor; control; mathematical modeling

• Wydawca: Wydawnictwo PAK
• Czasopismo: Pomiary Automatyka Kontrola
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 59, nr 12
• Strony: 1279--1284
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz., rys., tab., wykr., wzory

Twórcy

autor

Puchalski B.

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

autor

Rutkowski T.

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

autor

Duzinkiewicz K.

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

Bibliografia

• [1] Keivan Torabi, Omid Safarzadeh, and Abolfazl Rahimi-Moghaddam: Robust Control of the PWR Core Power Using Quantitative Feedback Theory. IEEE Transactions on Nuclear Science, Vol.58, No. 1:258–266, February 2011.
• [2] Ackerman G. Praca zbiorowa pod redakcją G. Ackermanna: Eksploatacja elektrowni jądrowych. WNT Warszawa, 1987.
• [3] Chao-Chee Ku, Kwang Lee Y., Edwards R.M.: Improved Nuclear Reactor Temperature Control Using Diagonal Recurrent Neural Networks. IEEE Transactions on Nuclear Science, vol. 39, no. 6, December 1992.
• [4] Banavar R. N., Deshpande U. V.: Robust Controller Design for a Nuclear Power Plant Using H∞ Optimalization. IEEE Transactions on nuclear science, vol. 45, no. 2, April 1998.
• [5] Li-Xin Wang: Adaptive Fuzzy Systems and Control, Design and Stability Analysis. PTR Prentice Hall, 1994.
• [6] http://www.mathworks.com/
• [7] Baum G., Duzinkiewicz K., Michalak A., Wojtoń K.: Model symulacyjny podstawowych procesów dynamicznych reaktora typu WWER oparty o modele o parametrach skupionych. Raporty. Instytut Elektroenergetyki i Automatyki. Politechnika Gdańska, 1989.