摘要
船舶核动力装备空间体积有限、运行时升降负荷频率较高且变化范围较大，对二回路系统建模并进行控制策略研究是保证船舶外出航海时安全运行的一个重要手段，对于我国船舶事业的发展具有重要意义。 本文依照科技项目需求，对核动力二回路系统进行建模与控制策略仿真研究。首先，依据机理建模方法建立了二回路系统主要设备的动态数学模型，并将这些模型在Isimu实时仿真系统入库，形成二回路系统设备模型算法库；然后，根据系统拓扑结构及汽水循环流程在实时仿真平台上进行二回路系统实时仿真模型组态，再根据设计数据及动态特性分析对模型参数进行调试，得到核动力二回路系统实时仿真模型；最后，对于二回路系统中的典型回路设计了较为完善的控制策略，并通过Isimu进行实现，构成核动力二回路系统动态特性研究及控制策略研究仿真平台。 通过分析二回路系统中各设备运行原理，利用质量守恒、能量守恒定律、传热学、流体力学知识建立了主要设备的数学模型；并在Isimu实时仿真系统完成各设备的封装入库，形成了二回路系统设备模型算法库；最后按照系统拓扑结构以及汽水在二回路中的循环过程，完成了主要设备以及整个二回路系统的仿真模型组态，并通过设备动态特性分析对模型准确性进行验证。 针对建立的二回路系统模型，将二回路系统划分为若干控制回路并完成了被控量与控制量的关系配对，通过二回路系统实时仿真模型对具有代表性的蒸汽发生器水位控制和乏汽母管压力控制进行了控制效果验证及策略优化。结果表明，二回路系统实时仿真模型为控制策略验证提供了一个良好的平台，为实际工程应用提供了基础支撑。
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