طراحی سیستم کنترل بهینهی تناسبی- انتگرال گیر- مشتق گیر برای راکتور تحقیقاتی تهران بر مبنای الگوریتم آموزش و یادگیری | ||
| مجله فناوری و انرژی هسته ای | ||
| دوره 1، شماره 3، آذر 1401، صفحه 1-13 اصل مقاله (726.13 K) | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.48308/nucte.2022.101201 | ||
| نویسندگان | ||
| میثم رفیعی؛ عطااله ربیعی* ؛ کمال حداد | ||
| دانشگاه شیراز | ||
| چکیده | ||
| قلب راکتور در یک نیروگاه هستهای دارای مخاطرات ایمنی و اهمیت اقتصادی است. از نظر کنترل راکتور، بهکارگیری کنترل مطلوب برای قلب راکتور در یک نیروگاه هستهای یک اقدام مهم در بهبود ایمنی و افزایش قابلیت اطمینان و در دسترس بودن آن است. ناتوانی یک نیروگاه هستهای در کنترل مطلوب قلب راکتور میتواند منجر به هزینههای عملیاتی بیشتر یا کاهش ایمنی و قابلیت اطمینان نیروگاه شود. به طور کلی کنترل قلب راکتور شامل کنترل توان (یا درجه حرارت خنک کننده) و کنترل اختلاف توان محوری (یا توزیع توان) است. در این مطالعه از روش کنترل بهینهی تناسبی- انتگرال گیر-مشتق گیر بر مبنای الگوریتم بهینه سازی آموزش و یادگیری استفاده شده است. معیار بهینه سازی مجموع انتگرال قدر مطلق خطای ردیابی توان قلب راکتور و میزان فراجهش است. قلب راکتور بر مبنای مدل خطی شده مرتبه کسری سینتیک نقطهای نوترون با در نظر گرفتن سه گروه نوترون تاخیری شبیه سازی شده است و شامل بازخوردهای سوخت، خنک کننده، ید و زینان است. نتایج شبیه سازی نشان میدهد که الگوریتم کنترل بهینه در نظر گرفته شده به آسانی در عمل به کار گرفته میشود، فراجهش و نوسانات موجود در روشهای تنظیمی موجود مانند روش زیگلر- نیکولز را کاهش می دهد، زمان نشست پاسخ سیستم را سریع تر کرده و در نتیجه باعث بهبود قابلیت اطمینان و ایمنی راکتور در پاسخ به حالات گذرای توانی و تغییرات بار میشود. | ||
| کلیدواژهها | ||
| راکتور تحقیقاتی تهران؛ کنترل بهینهی تناسبی- انتگرال گیر-مشتق گیر؛ معادلات خطی شده مرتبه کسری سینتیک نقطه ای؛ انتگرال قدر مطلق خطا-الگوریتم بهینه سازی مبتنی بر آموزش و یادگیری | ||
| عنوان مقاله [English] | ||
| Design of an optimized PID control system for Tehran research reactor based on TLBO algorithm | ||
| نویسندگان [English] | ||
| میثم رفیعی؛ َAtaollah Rabiee؛ کمال حداد | ||
| دانشگاه شیراز | ||
| چکیده [English] | ||
| The reactor core in a nuclear power plant has safety and economic significance. In terms of reactor control, using optimal control for reactor core in a nuclear power plant is an important step in improving safety and increasing its reliability and availability. The failure of a nuclear power plant in the desired control of the reactor core can lead to more operational costs or reduce the safety and reliability of the plant. In general, the reactor core control contains the power (or coolant temperature) control and axial power difference (power distribution) control of the core. In this paper, for the first time, an optimized PID controller is used in power maneuvering transients for the Tehran research reactor. PID controller gains are optimized (tuned) by Teaching–learning-based optimization (TLBO) method according to the minimization of a cost function. This function is based on the sum of the integral of absolute error (IAE) and overshoot. The reactor core is simulated based on the linearized fractional neutron point kinetics (FNPK) equations. The model obtains temperature feedbacks from lumped fuel and coolant. Xenon concentration changes are also considered. Simulation results indicate that the optimized control method is easy to implement and eliminates the overshoot and fluctuations, which is common in conventional control methods such as the Ziegler–Nichols tuning method. It has a faster response to load changes in power maneuvering transients. Therefore, improves the reliability and safety of the reactor. | ||
| کلیدواژهها [English] | ||
| Tehran research reactor, Optimized PID controller, Linearized fractional neutron point kinetics, Integral of absolute error, TLBO algorithm | ||
| مراجع | ||
|
| ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 920 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,194 |
||