技术特征：
1.一种基于模糊自抗扰控制的小型一体化压水堆功率t-s模糊建模方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、构建小型一体化压水堆的堆芯集总参数模型；步骤2、通过对步骤1中的堆芯集总参数模型进行模型变换，获得用于自抗扰控制器设计的2阶非线性模型；步骤3、构建与步骤2等价的功率t-s模糊模型。2.根据权利要求1所述的一种基于模糊自抗扰控制的小型一体化压水堆功率t-s模糊建模方法，其特征在于，步骤1进一步包括：根据曼恩传热模型以及小型一体化压水堆功率模型构建所述堆芯集总参数模型，表示为如式(1)-(7)所示：(7)所示：(7)所示：(7)所示：(7)所示：(7)所示：(7)所示：式中，p
th
为相对功率；ρ为反应性；λ为一代中子时间；c
r
为相对先驱核浓度；n，n0分别为中子密度和初始平衡中子密度或稳态中子密度；p,p0分别为反应堆功率和反应堆额定功率；λ为缓发中子先驱核衰变时间常数；t
f
为燃料温度；f为裂变释放能量在燃料中所占份额；θ1，θ2分别为冷却剂节点1温度和冷却剂节点2温度；m
c1
，m
c2
分别为冷却剂节点1质量和冷却剂节点2质量；c
pc
为一回路冷却比热容；c
pf
为燃料比热容；a
fc
，a
fc1
，a
fc2
为燃料与冷却剂总传热面积，燃料与冷却剂节点1总传热面积和燃料与冷却剂节点2总传热面积；w
c
为堆芯冷却剂质量流量；u
fc
为燃料与冷却剂传热系数；ρ，ρ
r
为反应性和控制棒引入的反应性；g
r
为控制棒反应性价值；z
r
为控制棒相对棒速。3.根据权利要求1所述的一种基于模糊自抗扰控制的小型一体化压水堆功率t-s模糊建模方法，其特征在于，步骤2进一步包括：子步骤s21、将式(1)进一步表示为如式(8)所示：将式(1)对时间求导，得到如式(9)所示：
将式(2)，(8)代入式(9)得到如式(10)所示关系：进一步表示为如式(11)-(16)所示：p
th
＝p
th
(0)+δp
th
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)，c
r
＝c
r
(0)+δc
r
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)，t
f
＝t
f
(0)+δt
f
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)，θ1＝θ1(0)+δθ1ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)，θ2＝θ2(0)+δθ2ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)，ρ
r
＝ρ
r
(0)+δρ
r
＝δρ
r
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)，其中p
th
(0)、c
r
(0)、ρ(0)、ρ
r
(0)、t
f
(0)、θ1(0)、θ2(0)为初值，分别取p
th0
、1、0、0、t
f0
、θ
10
、θ
20
；子步骤s22、对式(16)求导，表示为如式(17)所示：对于与的表达式，两个冷却剂控制体温差不大，冷却剂比热容、密度以及燃料到冷却剂的传热系数差异不大，表示为如式(18)-(20)所示：μ
c
＝μ
c1
＝μ
c2
＝m
c1
c
pc
＝m
c2
c
pc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(18)，ω＝ω1＝ω2＝u
fc
a
fc1
＝u
fc
a
fc2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(19)，m＝w
c
c
pc
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(20)，将式(11)、(13)、(14)、(15)、(19)、(20)分别代入式(2)和式(5)得到冷却剂节点温度增量形式的一阶表达式，如式(21)-(23)所示：(23)所示：(23)所示：用堆芯进口温度和出口温度对冷却剂节点温度δθ1与δθ2进行简化，表示为如式(24-(25)所示：δθ2≈δt
outlet
≈δt
hl
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(24)，δt
inlet
≈δt
cl
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(25)，子步骤s23、稳态情况下，将式(4)与式(5)相减，表示为如式(26)所示：w
c
c
pc
(δt
inlet-δθ1)-w
c
c
pc
(δθ
1-δθ2)＝0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(26)，
瞬态过程中两个冷却剂控制体温度变化较缓慢时，具备如式(27)所示关系：由式(22)、(27)得到如式(28)所示关系：将式(28)代入式(23)得到如式(29)所示方程：子步骤s24、将式(3)改写为如式(30)所示：其中，ω
f
、μ
f
分别被表示为如式(31)-(32)所示：μ
f
＝m
f
c
pf
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(32)，将式(11)、(13)、(14)代入式(30)得到如式(33)所示：将(6)、(17)、(28)、(29)、(32)代入式(9)，得到如式(34)、(35)所示方程：
其中，f为“未建模动态”和内部扰动之和，即包含燃料温度变化量δt
f
不可测等变量；将式(34)再次化简为如式(36)所示：其中，相关参数表示为如式(37)-(47)所示：(47)所示：(47)所示：(47)所示：(47)所示：(47)所示：(47)所示：(47)所示：
4.根据权利要求1所述的一种基于模糊自抗扰控制的小型一体化压水堆功率t-s模糊建模方法，其特征在于，步骤3进一步包括以下子步骤：子步骤s31、构建两状态量的非线性项等价的t-s模糊模型，表述为如式(47)所示：所述t-s模糊模型采用的模糊规则被表示为如下所示：s模糊模型采用的模糊规则被表示为如下所示：其中，n和p为模糊集，为f的模糊表示，d
i
为待定常数；所述t-s模糊模型的模糊推理输出被写为如式(48)所示：其中，w
i
(δp
th
)为模糊规则的权重，等于模糊集n或p的隶属度，即被表示为如式(49)所示：w
i
(δp
th
)＝μ
i
(δp
th
),i＝1,2
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(49)，以w
i
表示隶属度，式(48)，(49)被式(50)所约束：w1+w2＝1
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(50)，具备如式(51)所示关系：w1d1+w2d2＝δp
th
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(51)，d1和d2的值满足对于所有δp
th
∈ψ都有w
i
(x
i
)∈[0,1]，表示为如式(52)所示：ψ≡{x(t)∈r
n
|||x(t)||≤ε}
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(52)，联立(50)，(51)求解得如式(53)所示：取d1＝-d2＝d，其中，d被表示为如式(54)所示：d＝max(||δpth(t)||)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(54),
则由式(50)和(53)得到如式(55)-(56)所示关系：(56)所示关系：子步骤s32、选择δt
cl
、δt
hl
、δp
th
和δz
r
为前提变量，建立如式(36)所对应的模糊模型，表示为如下所示：if δt
cl is f
1i and δt
hl is f
2i and δp
th is f
3i and δz
r is f
4i
,then，i＝1,2,3,4,...,16，推理输出为如下关系：其中，f表示“总扰动”，包括未建模动态、参数不确定性和外部扰动，满足如式(57)-(58)所示关系：(58)所示关系：设x如式(59)所示：x＝[x
1 x
2 x
3 x4]＝[δt
cl δt
hl δp
th δz
r
]
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(59)，满足如式(60)-(62)所示关系：(62)所示关系：(62)所示关系：其中，d
j
为各前提变量的上界，表示为如式(63)所示：d
j
＝max(|x
j
|)+ε
j
,ε
j
>0
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(63)，其中，相关参数表示为如式(64)-(71)所示：(71)所示：
b
i,p-p
＝(-1)
ceil(i/2)
b
p-p
d3ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(68)，b
i,z-p
＝(-1)
i
b
z-p
d4ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(69)，(69)，
技术总结
本发明公开了一种基于模糊自抗扰控制的小型一体化压水堆功率T-S模糊建模方法，包括以下步骤：步骤1、构建小型一体化压水堆的堆芯集总参数模型；步骤2、通过对步骤1中的堆芯集总参数模型进行模型变换，获得用于自抗扰控制器设计的2阶非线性模型；步骤3、构建与步骤2等价的功率T-S模糊模型。本发明面向LADRC设计的，不以模型结构最简或模型拟合精度最高为建模目标，对于特定结构的非线性模型，通过采用适当的前提变量和模糊集隶属度函数，使所得T-S模糊模型与原非线性模型具有等价的解析形式，既提高了模糊模型的精度，也降低了模糊模型结构选择和参数优化的难度。型结构选择和参数优化的难度。型结构选择和参数优化的难度。
技术研发人员：周世梁 陈泽廉 张雪松 彭芝仪
受保护的技术使用者：华北电力大学
技术研发日：2022.07.28
技术公布日：2022/9/30