[0121] L = [1 0 0]
[0122] 通过求解线性矩阵不等式（13)，可得滤波器矩阵Af、Bf、Cf，从而可以由如下步 骤获取消除延迟后任意时刻的探测器电流值：
[0123] 由初始电流测量值j>(〇)可得
初始〇时刻延迟消除后电流值为 f(〇) =C,i(〇)；
[0124] 对于任意k+1(k= 0, 1,...)时刻
1而k+1时刻延迟消 除后的电流值为办+】）=(.\那+!)。
[0125] 实施例2:
[0126] 本实施例在实施例1的基础上做出了如下进一步限定：在有换挡的情况下，所述 步骤4采用以下方式来进行延迟消除：
[0127] 在换档区域内（kiSkSh)，假设中子通量密度不变，则有：
[0128] n(k+1) =n(k) (15)
[0131] 可以反推出银自给能探测器电流信号为：
[0132] I(k+1) =p(n(k+1) +x: (k+1) +x2 (k+1)) (18)
[0133] 将反推电流（18)当成探测器实际输出电流，通过步骤4进行延迟消除。
[0134] 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：
[0135] D= /(k2)-y(k2)(19)
[0136] 其中K&)表示在匕时刻的探测器实际输出电流；
[0137] 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（19)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。
[0138] 以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依 据本发明的技术实质上对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保 护范围之内。
【主权项】
1.基于H C?滤波的银自给能探测器信号延迟消除方法，其特征在于：包括以下步骤： 步骤1、建立银与热中子的核反应模型： 在反应堆瞬态工况下，通量的变化引起银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：其中，ltl8Aga)表示ltl8Ag的核密度，n°Ag(t)表示 n°Ag的核密度，ltl7Ag表示ltl7Ag的核密 度，ltl9Ag表示ltl9Ag的核密度，（Mt)表示探测器处中子通量，1(17 ?表示ltl7Ag的中子俘获截 面，1(ι9σ表示ltl9Ag的中子俘获截面，1(18 λ表示ltl8Ag的β衰变常数，11(1 λ表示1Mg的β衰 变常数，ici7K表示ltl7Ag俘获中子后产生电流的概率，ltl9K表示 ltl9Ag俘获中子后产生电流的概 率，ltl8K表示ltl8Ag发生β衰变后产生电流的概率，lltlK表示 n°Ag发生β衰变后产生电流的 概率，I⑴表示SPND电流； 步骤2、采用去耦变换获取核反应模型对应的离散状态方程： 使用Laplace变换将动态模型化为：I(t) = P (X1 (t)+X2 (t)+X3 (t)) (6) 其中P为瞬时电流份额，q为1uiAgU)发生β衰变对应的延迟电流份额，r为lcl8Ag(t) 发生β衰变对应的延迟电流份额； 将式（4)、（5)和（6)进行时间离散化处理，并且添加过程噪声项和测量噪声项，可以得 到离散状态方程如下：(7) 其中Xi=Pi彳Wk为过程噪声，Vk为测量噪声，T s为采样时间。 初始值为(10); 步骤3、确定银自给能探测器电流的瞬时响应份额： 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银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 银自给能探测器信号理论值，将理论值与银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； 步骤4、利用H c?滤波器对银自给能探测器电流信号作延迟消除： 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： X (k+1) = Ax (k) +Bw (k) y (k) = Cx (k) +Dw (k) (11) z (k) = Lx (k) 其中，x(k)为第k次采样点的η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； 假定系统是渐近稳定的，则对给定的常数γ >〇,要求设计一个渐近稳定的满阶线性滤 波器 x{k + \) = Al^k) +B,y{k) ( I^) z(k) = C,x{k) 系统存在一个H c?滤波器，当且仅当以下的线性矩阵不等式成立其中Y、Z为待求解的对称正定矩阵，而Q、G、F为待求解的一般矩阵； 得到上述矩阵后，H c?滤波器的相关矩阵表示如下： Af= -Y ^1Q (I-Y^1Z) ^1, Bf= -Y ^1F, Cf= G (I-Y ^1Z) (14) 对于银自给能探测器，由其离散状态方程可知方程（11)中的对应矩阵为：通过求解线性矩阵不等式（13)，可得H C?滤波器矩阵Af、Bf、Cf，从而可以由如下步骤获 取消除延迟后任意时刻的探测器电流值： 由初始电流测量值j>(〇)可得初始〇时刻延迟消除后电流值为 Z(O) = C7X(O); 对于任意k+l(k = 0, 1，...）时刻，抑+ 1) =么i(/〇 + '.i#)，而k+1时刻延迟消除后 的电流值为耶+1) = (.XA' +】）。2. 根据权利要求1所述的基于H c?滤波的银自给能探测器信号延迟消除方法，其特征 在于，在有换挡的情况下，还包括按如下的信号处理方法对原始信号进行处理：在换档区域 内，假设中子通量保持不变，然后反推中子通量密度产生的电流信号，再与探测器实际输出 电流相减，得到换挡突变分量；在换档区域外，探测器输出电流减去换挡突变分量，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处理。3. 根据权利要求1所述的基于H c?滤波的银自给能探测器信号延迟消除方法，其特征 在于，所述的换档区域设计结构如下： 在换档区域内Gc1S k2)，假设中子通量密度不变，则有：可以反推出银自给能探测器电流信号为： I (k+1) = p (n (k+1) +X1 (k+1) +x2 (k+1)) (18) 将反推电流（18)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； 在换档区域时间边界1^2处，换档引起的电流偏置量可以由下式进行估算： D = i(k2)~ V(^7) ( 19； 其中Kt)表示在1^2时刻的探测器实际输出电流；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（19)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。
【专利摘要】本发明公开了基于H∞滤波消除银自给能探测器信号延迟的方法，包括依次进行的以下步骤：步骤1、建立银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、确定银自给能探测器电流的瞬时响应份额；步骤4、利用H∞滤波器对银自给能探测器电流信号作延迟消除。本发明应用时能对银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，使得银自给能中子探测器在反应堆瞬态工况时也能正常使用，且由于本发明采用了H∞滤波器，作延迟消除时无需预先知道外部扰动输入信号的统计特性。
【IPC分类】G01T3/00, G06F19/00, G21C17/108
【公开号】CN104900280
【申请号】CN201510166319
【发明人】彭星杰, 李庆, 龚禾林, 陈长, 赵文博, 刘启伟, 李向阳, 于颖锐
【申请人】中国核动力研究设计院
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年4月9日