基于多目标粒子群算法的熔盐堆功率控制系统参数优化

分类： 核科学技术 >> 核科学与技术 提交时间： 2025-04-01

邱芷艺 王鹤翔 李明海 朱贵凤 郭建 刘亚芬 严睿 邹杨

摘要： 熔盐堆具有固有安全性和部署灵活性，能够广泛应用于多种场景。功率控制系统是确保熔盐堆安全稳定运行的关键系统之一，其在控制堆芯燃料盐温度的同时，还需要对负载变化进行快速响应，以满足基于熔盐堆的多样化复合能源系统中的潜在需求。控制目标之间存在相互影响，且执行器的数量和可调范围往往有限，因此给控制器参数的选择带来了巨大挑战。本文使用反应堆功率控制系统上普遍采用的比例-积分-微分(Proportional-Integral-Derivative, PID)控制器对堆芯温度和功率进行控制。在MATLAB/Simulink软件中建立熔盐增殖堆(Molten Salt Breeder Reactor, MSBR)一回路非线性模型。基于该模型采用多目标粒子群算法(Multi-Objective Particle Swarm Optimization, MOPSO)对控制器参数进行了优化，并根据灵敏度比偏差筛选每个目标都可接受的优解，实现了自动化选取控制器参数的最佳方案。通过仿真不同工况对控制器的性能进行了验证，结果表明，多目标粒子群算法优化后的控制器具有良好的负荷跟踪能力，能够实现功率及温度双目标的平衡，在负载阶跃变化时能抑制超调量在2%范围内，响应速度快，抗干扰能力强。

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