船用核动力装置稳压器模糊自适应控制器设计

运用模糊控制理论,为解决船用核动力装置在强迫与自然工况转换时冷却剂回路压力变化波动较大的问题,提出一种自适应模糊PI控制器,即利用模糊控制器实现压力调节系统工作参数的在线优化整定.通过对某船用稳压器的仿真研究表明,本控制器在继承原有PI控制特点上,能有效抑制一回路压力波动,减少压力超调时间.     

舰船核动力装置非能动余热排出系统运行特性

用RELAP5/MOD3.2安全分析程序对某型舰船核动力装置非能动余热排出系统进行数学建模,并用实际装置的试验结果进行校核验证。重点分析了自然循环工况下蒸汽发生器U型管内冷却剂倒流特性对非能动余热排出系统运行特性的影响。结果表明:舰船核动力装置发生全部电源丧失事故时,蒸汽发生器二次侧非能动余热排出系统能正常投入运行,但蒸汽发生器U型管内冷却剂会发生倒流,降低了一回路主系统的自然循环能力。     

核动力装置自然循环一回路冷却剂流量测量技术

针对压水堆核动力装置自然循环工况下一回路冷却剂流量测量的难题,提出一种基于16Nγ噪声和相关分析的测量方法。完成测量系统的设计,研制16Nγ探测器、放大电路和信号处理装置样机。采用一种自适应脉冲响应函数与滑动平均滤波相结合的算法,解决常规互相关算法峰值不明显和容易出现干扰峰的问题,并对测量系统的误差进行分析。最后利用样机在某压水堆核动力装置上进行试验,给出了试验结果。     

负荷扰动下直流蒸汽发生器蒸汽压力控制仿真

对采用直流蒸汽发生器的船用核动力装置,为保证快速大幅度负荷变动时的装置运行安全,采用了一、二回路功率协调控制系统。但由于直流蒸汽发生器物理过程的复杂性和一、二回路功率协调控制系统的不完善,在一般负荷扰动时,仍会出现主蒸汽系统压力较大幅度的波动,影响汽动设备的稳定运行。因此,运行上仍需进一步对主蒸汽系统的压力波动范围进行限制。本文以采用直流蒸汽发生器的核动力商船动力装置为研究对象,研究利用装置的启停蒸汽冷却器参与主蒸汽压力运行控制,并建立运行仿真模型进行仿真试验研究。结果表明,启停蒸汽冷却器参与装置运行后能有效调节主蒸汽压力,降低其压力波动峰值。     

改进自适应惯性权重粒子群算法及其在核动力管道布置中的应用北大核心CSCD

[目的]旨在研究非线性自适应惯性权重粒子群优化算法,实现船用核动力一回路系统管道路径的布置优化设计。[方法]根据船用核动力一回路系统的管道布局设计特点,建立一回路系统的管道布局空间模型、约束条件和评价函数;基于管道节点数量,提出一种粒子群优化(PSO)算法的新型定长编码方法,然后结合该编码方法建立方向引导机制;在此基础上,针对粒子群优化算法易陷入局部最优解、收敛速度慢的缺点,结合辅助线性变化的学习因子,提出一种基于非线性自适应惯性权重的改进粒子群优化算法;将改进粒子群优化算法与协同进化算法相结合,提出一种用于求解分支管道布局问题的协同进化粒子群优化算法,以用于核动力一回路系统的管道布局优化。[结果]仿真结果显示,所提的改进算法与标准算法相比收敛速度提高了40%~50%,不仅能够得到更好的管道布局效果,还解决了标准粒子群优化算法容易陷入局部最优解的问题。[结论]研究成果可为船用核动力一回路系统管道布置的优化设计提供有益的参考。     

船用核动力一回路设备故障综合智能诊断系统

在总结核动力一回路设备的故障诊断技术的基础上,依据“分解-综合”的诊断思想,提出基于神经网络和专家系统的综合智能诊断系统的模型和多源信息综合诊断模型,探索将不同的诊断技术结合起来形成新的智能诊断系统。     

核动力舰船燃料元件包壳破损下气载放射性剂量分析

核动力舰船上环境恶劣,船员生活和工作在舰船狭小空间内,在核动力装置运行过程中,燃料元件会不断产生和积累放射性核素,燃料元件包壳破损后,包壳内的放射性核素进入一回路冷却剂,一回路冷却剂的微小泄漏都会造成舱室空气放射性污染。污染的空气会使人员持续受到内照射和外照射伤害,这种伤害对舱室封闭的核舰船乘员尤其严重。本文对核素的迁移和扩散进行合理假设并建模,计算出燃料元件包壳破损下一回路冷却剂源项、舱室气载放射性物质比活度及艇员所受剂量,并对结果进行分析。     

船舶核动力装置一回路小破口失水事故处置规程研究

利用建模仿真的方法,对船舶核动力装置一回路系统发生无法隔离的小破口失水事故进行研究。结果表明,只要采用正确的运行方案,可以在保证主冷却剂泵不受汽蚀影响的条件下,利用主冷却剂泵的低速运行,排出衰变热,使系统压力较快地降低到低压安全注射系统投入运行的压力,有效地保证反应堆安全。     

船用核动力装置技术状态的评估方法研究

文章分析了船用核动力装置技术状态综合评估的必要性及存在困难,对传统评估方法、不确定性建模方法、智能评估方法进行了比较和适用性分析.根据核动力装置技术状态评估特点,建立了几种评估方法的综合应用模型灰色模糊评估模型、模糊神经网络模型、模糊层次评估模型(AHP-Fuzzy),分别适用于设备级、分系统级和系统级的技术状态评估.     

海洋核动力平台大破口事故下安全壳压力控制与影响

安全壳是海洋核动力平台的核安全二级耐压舱室,包容反应堆及一回路系统,是设计基准事故工况下限制放射性物质对环境释放的重要屏障。海洋核动力平台采用分散式压水堆型,主管道大破口是一种严重的设计基准事故,导致安全壳内产生高压高温的放射性气体。文章通过对安全壳压力控制技术的对比研究,提出了海洋核动力平台安全壳设计适合采用湿阱抑压控制措施的建议,并研究了压力控制对总体方案改进带来的收益,对海洋核动力平台总体方案设计具有指导意义。     

闭环增益成形算法在舵阻摇系统中的应用

给出了单输人多输出(SIMO)系统即被控对象为非方阵情况下的闭环增益成形控制算法。考虑到舵阻摇系统的闭环传递函数阵一定是奇异的，以及具有1个输入控制2个输出的特点，在保证其中1个输出尽量小而另1个输出跟踪输入的前提下，将闭环传递函数阵即补灵敏度函数阵设为具有一阶惯性的奇异阵，设计出鲁棒控制器。研究并建立舵阻摇系统的非线性模型，并在Matlab中通过编写S函数来实现。用设计好的控制器对非线性模型进行仿真，运用Simulink工具箱得到仿真曲线，从仿真曲线可看出此控制器具有良好的鲁棒性能。通过分析并比较组摇前和组摇后的各组仿真曲线，算出减摇率在50%左右，减摇效果较好。     

基于仿真的全柴联合动力装置特殊工作制联控曲线研究

针对全柴联合动力装置单轴工作制和三机工作制相应的联控曲线以保证推进性能综合最优的需求,运用计算机仿真方法对某全柴联合动力装置的单轴工作制和三机工作制的联控曲线进行研究。首先,建立推进系统各部件的数学模型并将它们集成为整个推进系统的数学模型。基于这些数学模型和仿真计算,运用"船—机—桨"匹配原理提出特殊工作制联控曲线的一般设计原则,经实船使用,证明所设计的联控曲线能有效实现原设计目的。     

回汽技术在船舶换向中的应用研究

船舶蒸汽动力装置中设置的倒车汽轮机,一般情况下只在船舶倒车工况时工作.为了克服船舶换向过程中锅炉超压的问题,应充分利用倒车汽轮机和回汽控制技术.本文以大型船舶蒸汽动力装置为研究对象,通过机理分析建立其数学模型,提出一种具有回汽控制的机炉协调控制方案,并对换向过程进行动态仿真.仿真结果表明使用回汽控制的机炉协调控制方式的主蒸汽压力偏差相对于不使用回汽控制的协调控制方式减小了1%,主蒸汽压力更稳定.可以得到结论,使用具有回汽控制的机炉协调控制方式可以解决换向过程中锅炉超压的问题.     

船舶主动力系统陆上联调模拟装置的研究

根据新型号船舶其主动力系统主要设备陆上联调的要求，研制了一套能够代替船舶主动力系统的计算机模拟装置，用以模拟主动力装置遥控系统的陆上联调，并介绍该系统在某船主动力装置遥控系统的应用实例。     

船用动力控制系统可靠性仿真试验

船用动力装置控制系统的可靠性对整个系统是至关重要的。本文介绍的可靠性仿真程序，具有能好的人机界面，可实现故障树编辑的自动生成；求解系统可行度Ｒｓ（ｔ）平均故障间隔时间ＭＴＢＦ，分系统或设备模式的重要度；求解系统失效率曲线，进行不同设计方案的系统失效经曲线对比，以及不同失效率数据曲线的对比等。     

齿轮箱弹性隔振时的推进装置模态分析研究

随着推进主机隔振性能的提升,齿轮箱已成为影响船舶声学性能的重要振源,因此需要采取隔振措施以减小其向船体传递的能量。弹性隔振技术可以改善齿轮箱的振动性能,但是挠性传动部件将导致齿轮箱与推进主机隔振系统之间产生振动耦合,从而增大对推进装置进行模态分析的难度。以某船推进装置为研究对象,基于多刚体动力学理论,推导了计及齿轮箱与推进柴油机隔振系统之间振动耦合特性的推进装置整体隔振系统运动微分方程,并进行了模态分析。结果表明,计及隔振系统之间振动耦合的模态分析结果与两个隔振系统单独进行模态分析的结果存在显著差异,证明了齿轮箱弹性隔振时建立推进装置整体隔振系统分析模型的必要性。最后,对该推进装置的设计和使用进行了评估和建议。     

船用蒸汽冷却器建模与仿真

船用蒸汽冷却器是直流锅炉蒸汽动力装置的重要设备.在启停与低功率运行工况下能保证蒸汽动力装置的安全.针对船用蒸汽冷却器控制系统的建模应用,介绍了1种简化的蒸汽冷却器数学模型,为蒸汽冷却器控制系统的设计提供了仿真验证对象.采用VC++6.0编制了仿真程序,利用龙格库塔法对数学模型进行解算.对数学模型进行仿真试验和理论分析,...     

RTA48-T型主机气动操纵系统仿真及应用

主机气动操纵系统的主要功能是完成主机的起动、换向和调速。因其包含的气动元器件多,逻辑关系复杂,一旦发生故障,难于判断,因此加强船员对气动操纵系统方面的训练和培训是轮机管理中的一项重点和难点内容。在现有轮机仿真训练系统中,主机气动操纵系统仿真模型为MAN公司的 MC型气动操纵系统,为了扩展现有轮机仿真系统的训练功能,满足不同机型气动操纵系统的训练要求,本文采用逻辑建模方法,同时又考虑到部件的延时特性,建立了瓦锡兰公司的RTA48-T型主机气动操纵系统仿真模型;利用VC++编程软件完成了模型计算;开发了主机气动操纵系统的二维可视化仿真界面;仿真结果表明,模型可以对常见故障进行仿真并与实际现象相吻合。二维界面既能展现实际系统的逻辑关系,又能对延时过程实现可视化动态展示,更好地满足了教学与培训的使用要求。     

深水半潜式钻井平台动力定位建模与仿真

针对海洋结构物的过程对象模型中水动力系数较多且较难获得准确的数值,运用控制对象模型代替过程对象模型来模拟海洋平台动力定位时的动态响应.采用模块法对半潜式平台主要的水上建筑以及水下建筑进行了不同标准构件模块的离散,通过叠加各离散构件的载荷获得风与海流的总载荷.应用所建立的模型对981钻井平台在待机工况与作业工况进行了动力定位的时域仿真,仿真结果表明模型切实可行,可以用于动力定位的实时模拟与系统调试.     

反潜中的舰艇动力装置各组件隐身性评估

以某型舰艇反潜作战为背景，建立了动力装置隐身性的模糊多目标评估模型，讨论了各评估指标权重的确定方法，分析得出了本型舰艇在执行反潜任务时动力装置各组件对舰艇隐身性的影响排序，以此为基础，给出了该型舰艇动力装置的使用建议，该模型同样也适合其他类型舰艇以及舰艇不同组件的隐身性评估。