کنترل حالت لغزش پویای مولدهای بخار هسته‌ای با استفاده از بازخورد خروجی بر مبنای یک مدل غیرخطی

Abstract

مولد بخار هسته­ای با لوله­های U شکل، یک مؤلفه­ی مهم و حیاتی در نیروگاه­های هسته­ای با رآکتور آب تحت فشار است. کنترل ضعیف سطح آب مولد بخار در مدار ثانویه­ی یک نیروگاه هسته­ای می­تواند منجر به خاموش­سازی­های متعدد رآکتور یا آسیب رسیدن به تیغه­های توربین شود. مشکل­های طراحی یک کنترل­کننده­ی مؤثر سطح آب برای مولد بخار هسته­ای با لوله­های U شکل، ناشی از دو عامل اساسی است: 1) غیرخطی بودن و پیچیدگی پویایی سیستم و 2) خاصیت ناکمینه­ی فاز سیستم به دلیل پدیده­ی انقباض و انبساط. بنابراین، طراحی یک کنترل­کننده­ی مناسب، یک گام اساسی در جهت افزایش دسترس­پذیری نیروگاه هسته­ای است. هدف این مقاله، طراحی، تحلیل و ارزیابی یک کنترل­کننده­ی سطح آب برای مولدهای بخار هسته­ای با لوله­های U شکل با استفاده از کنترل حالت لغزش پویا بر مبنای یک مدل غیرخطی است. روش به کار گرفته شده، از نقطه­نظر پیاده­سازی عملی و سخت­افزاری ساده است و علاوه بر این، کنترل حالت لغزش پویا، مشخصات پویایی مطلوب در طول فرایند کنترل و تعقیب کامل مسیر را به طور مستقل از اغتشاش­ها و نایقینی­ها به دست می­دهد. برای صحه­گذاری کنترل طراحی شده، با شبیه­سازی یک حادثه در نیروگاه هسته­ای واقعی از شبیه­ساز مولد بخار هسته­ای استفاده شده است. نتایج شبیه­سازی­ها بیان­گر کارآیی، مقاوم بودن و پایداری کنترل پیشنهادی در حضور اغتشاش­های خارجی است.