كليدواژه :
كنترل پيش بين تابعي , كاهش مرتبه , برش متعادل , نيروگاه هسته اي , كنترل توان هسته , توابع لاگر
چكيده فارسي :
در اين مقاله به طراحي كنترل پيش‌بين تابعي مبتني بر توابع لاگر براي رديابي تغييرات بار راكتور آب سبك تحت فشار (PWR) موجود در نيروگاه‌هاي هسته‌اي پرداخته شده است. از آنجا كه عليرغم كار آيي بسيار خوب كنترل‌كننده‌هاي پيش‌بين در صنعت، پياده‌سازي آنها براي سيستم‌هاي مرتبه بالاي مقيد، حجم محاسبات بالايي مي‌طلبد، در اين مقاله، طراحي كنترل پيش‌بين با حجم محاسبات نسبتا پايين مورد نظر قرار گرفت. لذا، ابتدا مرتبه مدل PWR با استفاده از روش برش متعادل، كاهش داده شد. سپس، با توجه به حجم محاسبات نسبتا پايين و كارآيي بالاي كنترل‌كننده پيش‌بين تابعي، به طراحي كنترل‌كننده پيش‌بين تابعي مبتني بر توابع لاگر پرداخته شده است. بدين منظور، با كمينه‌سازي انتگرال مربع خطا، پارامتر مقياس‌بندي چندجمله‌اي لاگر تعيين شده است. سپس به علت وجود محدوديت‌هاي مكانيكي، قيدهايي روي فرمان كنترلي و تغييرات فرمان كنترلي در نظر گرفته شده و براي حل مساله كنترل پيش‌بين مقيد و طراحي فرمان كنترلي، از روش برنامه‌ريزي مربعي استفاده شده است. همچنين به منظور نشان دادن كارايي روش پيشنهادي، پاسخ سيستم در حضور اغتشاش بررسي شده است. نشان داده شده كه با استفاده از كنترل پيش‌بين تابعي بر روي مدل مرتبه كاهشي، علاوه بر كاهش حجم محاسبات، كنترل توان هسته و رديابي تغييرات بار در حضور اغتشاش خارجي به خوبي انجام شده است.
چكيده لاتين :
In this paper, the design of predictive functional controller based on Laguerre functions to track the load changes in Pressurized Water Reactor (PWR) nuclear power stations has been considered. Since, despite of out-performance of predictive controllers in industrial applications, their implementation implies high computational complexity for constrained large scale systems, in this paper, the design of model predictive controller with low computational complexity was considered. For this purpose, at first, the order of PWR model was reduced via Balanced Truncation method. Then, due to low computational complexity and high performance of predictive functional controllers, we dealt with the design of predictive functional controllers based on Laguerre functions. In this context, the Laguerre polynomial scaling parameter was determined by minimizing integral square error. Then, due to mechanical constraints, some specific constraints were applied to the control effort and its changes, and the Quadratic Programming method was used for solving the constrained model predictive control problem and consequently, designing the control effort signal. Also, in order to show the efficiency of the proposed core power control method, the system response in the presence of disturbance is investigated. It is shown that, by using predictive functional controller on a reduced order model, in addition to the decrease of the computation volume, the performance of the core power control to track load changes in presence of external disturbance is well done.
