/h∞混合滤波的铑探测器信号延迟消除方法_2

文档序号:8923642阅读:来源:国知局
6]n(k+1) =n(k) (20)
[0069] 可以反推出铑自给能探测器电流信号为:
[0070]I(k+1) =c(n(k+1)+Xj(k+1)+x2 (k+1)) (23)
[0071] 将反推电流(23)当成探测器实际输出电流,通过权利要求1中所述步骤进行延迟 消除;
[0072] 在换档区域时间边界匕处,换档引起的电流偏置量可以由下式进行估算:
[0074] 其中夕氏)表示在匕时刻的探测器实际输出电流;
[0075] 在换档区域外,需要对探测器实际输出电流进行偏置补偿以抵消换档所带来的影 响,将探测器实际输出电流加上式(24)表示的换档引起的电流偏置量,得到中子通量密度 产生的电流信号,然后再对此电流信号进行延迟消除。
[0076] 综上所述,本发明具有以下有益效果:
[0077] 1本发明整体工序简单,便于实现,能对铑自给能中子探测器的电流信号进行延迟 消除处理,并能有效抑制噪声,使得铑自给能中子探测器在反应堆瞬态工况时也能正常使 用;本发明基于Luenberger形式的H2/H混合滤波器实现,在输入信号是一个具有有限能 量的不确定信号时也能正常应用;本发明应用时将滤波器设计转化为相应线性矩阵不等式 计算,方便计算,可以方便地使用Matlab的LMIToolbox进行求解;
[0078] 2本发明解决了核反应堆功率分布在线监测系统所用的堆内铑自给能中子探测器 信号的延迟消除问题;利用H2/H混合滤波器对铑自给能中子探测器信号进行延迟消除、 平滑、降噪处理,通过适当选取Luenberger形式的H2/H混合滤波器参数,能够很好的达 到信号延迟消除效果和噪声抑制效果的最佳平衡。本发明能够保证铑自给能探测器电流信 号直接用于先进堆芯测量系统后续环节,而不丧失准确度;
[0079] 3本发明对铑自给能中子探测器的电流信号进行延迟消除处理,响应时间即阶跃 通量变化时,信号恢复到稳态电流的90%所需的时间在2~10秒内;
[0080] 4本发明对铑自给能中子探测器的电流信号延迟消除过程中,对测量电流信号进 行降噪处理,噪声放大倍数即延迟消除处理后的电流相对误差与噪声之比抑制在1~8 倍;
[0081] 5本发明能有效处理因硬件换挡造成的阶跃对延迟消除效果的影响。
【附图说明】
[0082] 图1为本发明的铑自给能中子探测器结构图
[0083] 图2为本发明一个具体实施例的处理流程图;
[0084] 图3为铑与热中子核反应图。
[0085] 附图中标记及相应的零部件名称:
[0086] 1-发射极,2-绝缘层,3-收集极,4-导线,5-保护壳,6-绝缘电缆,7-电流线, 8_本底线,9-密封管,10-电流输出端。
【具体实施方式】
[0087] 下面结合实施例及附图,对本发明做进一步地的详细说明,但本发明的实施方式 不限于此。
[0088] 实施例:
[0089] 如图1所示的铑自给能中子探测器结构图,其中各个序号的零部件名称对应为: 1 一发射极,2-绝缘层,3-收集极,4-导线,5-保护壳,6-绝缘电缆,7-电流线,8-本底线, 9-密封管,10-电流输出端,该铑自给能中子探测器,其特性参数为:A1=ln2/42. 3^ = 0? 016386s' 入 2=ln2/4. 34/60s-1= 0? 00266186s'c= 0? 06, ai= 0? 879,a2= 0? 061 ; 图3为铑与中子核反应原理过程图,对于图3的反应过程中,采用图1的装置进行测量。如 图2所示,基于Luenberger形式H2/H混合滤波的铑探测器信号延迟消除方法,包括依次 进行的以下步骤:步骤1、建立铑与热中子的核反应模型;步骤2、采用去耦变换建立核反应 模型对应的离散状态方程;步骤3、确定铑自给能探测器电流的瞬时响应份额;步骤4、利用 Luenberger形式的H2/H混合滤波器对铑自给能探测器电流信号作延迟消除。
[0090] 本实施例建立铑与热中子的核反应模型的具体实施步骤如下:如图2所示,在反 应堆瞬态工况下,通量的变化引起铑自给能中子探测器电流的变化并不同步,后者较前者 有一定的滞后,描述上述反应的具体公式如下:
[0093] I(t) =cn(t) +Ajirij(t) (3)
[0094] 其中,分别表示1(l4Rh和1(l4mRh直接引起的电荷量,n(t)表示探测器处 热中子通量对应的探测器平衡状态下的探测器电流,h、12分别表示1(l4Rh和1(l4mRh的衰 变常数,c表示探测器电流的瞬时响应份额,叫、&2分别表示1(l4Rh和1(l4mRh引起的电流份额, I⑴表示铭自给能电流;
[0095] 本实施例采用去耦变换建立核反应模型对应的离散状态方程的具体实施步骤如 下:
[0096] 对式(1)、式⑵及式⑶作拉普拉斯变换,得到如下等式:
[0098] 平衡态时,等式变为
[0100] 于是式⑷变为
[0102] 对式(6)进行拉普拉斯逆变换,得到如下状态方程
[0103]
[0105] I(t) = [c,c,c] ?X(t) (9)
[0106] 其中
[0109] 初始值
[0111] (7)、(8)、(9)对应的离散状态方程为
[0113] I(k) =[ccc] *X(k) + [l] ?V(k) (12)
[0114] n(k) = [1 0 0] ?X(k) (13)
[0115] 其中,
[0116] 初始值为
[0117]
[0118] 本实施例确定铑自给能探测器电流的瞬时响应份额的具体实施步骤如下:
[0119] 铑自给能探测器瞬时响应份额c可以由理论进行大致地估算,但理论估算值与真 实值之间的不匹配将会导致滤波效果的下降,可以设计如下实验较准确地确定出瞬时响应 份额c。在反应堆启动物理实验阶段,通过升/降反应堆功率形成功率台阶,记录相应的堆 外探测器信号实测值与铑自给能探测器信号实测值。堆外探测器能够瞬时响应中子通量 的变化,相应的实测值可认为是真实的中子通量。通过调整瞬时响应份额的理论值给定N 个不同的瞬时响应份额预测值,再将堆外探测器信号实测值代入离散状态方程,可以得到N 组铑自给能探测器信号理论值,将理论值与铑自给能探测器信号实测值进行比较,取其中 符合程度最好的某组理论值相应的瞬时响应份额预测值为后续延迟消除所采用的瞬时响 应份额;
[0120] 本实施例利用H2/H混合滤波器对铑自给能探测器电流信号作延迟消除
[0121] 的具体实施步骤如下:
[0122] 对于一个离散控制过程系统,该系统可用一个状态方程来描述:
[0124] 其中,x(k)为第k次采样点的n维状态向量,w(k)包含了系统过程噪声以及系统 观测白噪声,y(k)为第k次采样点的测量值,z(k)为1维待求向量,L为l*n维矩阵;
[0125] 针对离散系统(15),设计如下渐近稳定的满阶线性Luenberger滤波器
[0127] 式(16)为H2/H<-混合滤波器,对于一个给定的丫,当且仅当如下的优化问题有 解:
[0129] 其中J满足如下矩阵不等式:

[0132] 其中Y=YTGRnXn,WGRnXr,J=JTG!TXni,H2/H①混合滤波器的增益K=Y_、;
[0133] 对于铑自给能探测器,由其离散状态方程可知方程(15)中的对应矩阵为:
[0136] C = [ccc]
[0137] D = [0 1]
[0138] L = [1 0 0]
[0139] 通过求解线性矩阵不等式(17)、(18)、
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1