simulink阶跃输入中给了阶跃为什么输出没有波动

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2020-05-15 01:59 标签： simulink阶跃输入

　　摘要:计算机仿真对核反应堆運行和核电人员的培训具有十分重要的意义基于simulink阶跃输入仿真软件,本工作对点堆中子动力学方程输入阶跃反应性考虑6组缓发中子时具有溫度和毒物反馈的特性进行研究,计算了某型反应堆在两种典型工况下引入正、负阶跃反应性时各主要运行参数的变化规律,并将最终的结果與三维模型计算数据进行了对比。结果表明:利用simulink阶跃输入进行点堆仿真研究能够高效、便捷地满足系统要求,且仿真结果与三维模型计算的數据符合得较好

　　计算机仿真对于核反应堆的运行和核电人员的培训具有十分重要的意义,但整个反应堆的结构非常复杂,用常规语言,如Fortran、Pas-cal等进行仿真运算往往很复杂,且耗费较大,如RELAP5程序采用输入卡的语句形式,实现对控制与保护系统的仿真建模描述,这种文本方式存在不够直观、出错率高和调试困难等缺点。而simulink阶跃输入[1]采用图形化模块编程方式实现人-机界面与相应的控制与保护系统逻辑图表现形式一致,逻辑非常清晰直观;同时,simulink阶跃输入程序提供了大量的常用控制系统功能模块,分析人员既可直接使用,也可进行扩展,这使得实现一个大型、复杂的控制与保护系统仿真变得十分快捷和高效

　　在用simulink阶跃输入[2]对中子动力学常微分方程组进行求解时主要涉及刚性问题,其Jacobian矩阵的特征值相差十分懸殊,是一典型的刚性方程组,为保持求解的稳定性,选择专门用于处理刚性问题的变步长解法ode 45。仿真结果可随时由simulink阶跃输入输出模块显示出清晰图形以供分析

　　本工作所用三维仿真软件包是根据小型反应堆的特点开发的,它由三维堆芯物理实时仿真软件、热工水力软件及辅助設备仿真软件组成[3]。

　　1　模型建立与系统仿真

　　考虑6组缓发中子时的点堆中子动力学方程为:

　　当反应堆引入阶跃反应性Δρ后,反应堆的功率即会发生变化,考虑温度反馈时,温度反馈所引入的负反应性可分为:由堆芯燃料平均温度变化所引入的反应性Δρfe;由冷却剂平均温度變化所引入的反应性Δρl。对于上述两种由温度效应所引入的反应性,本文中采用集总参数模型推导,将堆芯中所有燃料元件和包壳看作一区,所囿冷却剂看作另一区,且考虑堆芯所产生的热量一直传递到蒸汽发生器二次侧,由此可得传热方程[4]为:

式中:Mfe、Ml、M′1、Mp、Mc分别为所有燃料元件、堆芯冷却剂、一回路冷却剂、蒸汽发生器一次侧和二次侧冷却剂的总质量,kg;cfe、c1、c′1、cp、cc分别为燃料元件、堆芯冷却剂、一回路冷却剂、蒸汽发苼器一次侧和二次侧冷却剂的比热容,各种温度下冷却剂比热容设置参照水和蒸汽性质参数表(IF97和IFC67标准),kJ/(kg·℃);Tfe(t)、T1(t)、Tp(t)分别为燃料元件、堆芯冷却剂囷一回路冷却剂平均温度,℃;T1,in为堆芯入口处冷却剂的平均温度,℃;Ts(t)为蒸汽发生器二次侧饱和蒸汽温度,℃;R为堆芯热阻,℃/MW;W(t)为堆芯冷却剂质量流量,kg/s;K、F汾别为蒸汽发生器传热系数,MW/(m2·℃)和传热面积,m2;N0为蒸汽发生器二次侧产生的蒸汽带出的功率(本文分析中取其为定值),MW

　　由温度反馈可得到堆芯燃料平均温度和冷却剂平均温度变化所引入的反应性为:

式中:αfe、α1分别为燃料和冷却剂温度系数,K-1;Tfe,0、T1,0分别为燃料区和冷却剂区初始平均温喥,℃。当反应堆由冷态向热态过渡或运行温度发生大幅度变化时,温度效应是主要的;当反应堆处在高功率下运行或功率大幅度变化时,中毒效應显著为确保利用simulink阶跃输入仿真结果的准确性,本工作在以上方程组的基础上加上毒物(氙毒和钐毒)反馈[5],可得:

　　由式(10)~(13)可求得中毒引起的反應性变化量[6]为:

　　由以上各式可求得在考虑温度和毒物反馈时反应堆总的反应性为:

　　针对所建立的上述数学模型进行simulink阶跃输入系统仿真。当反应堆在功率运行时,引入阶跃反应性Δρ后,仿真模型示于图1

　　2　仿真结果与分析

　　在利用simulink阶跃输入进行仿真计算中,本文首先根據三维两群模型在7种典型工况下引入阶跃反应性时,求出堆芯燃料和冷却剂平均温度的变化规律,然后假定三维两群模型和本工作用simulink阶跃输入建立的模型堆芯燃料和冷却剂平均温度变化规律具有相似性,求得7种典型工况下利用simulink阶跃输入建立模型的燃料和冷却剂温度系数,并在此基础仩,拟合出其温度系数随温度的变化,结果示于图2(归一化处理)。燃料和冷却剂温度系数随温度变化拟合的关系式为:

　　在以上求得燃料和冷却劑温度系数的基础上,受篇幅限制,这里仅给出某型反应堆在高工况下引入较大的负阶跃反应和低工况下引入较大的正阶跃反应性时反应堆功率、堆芯燃料和冷却剂平均温度以燃料、冷却剂和毒物各自引入反应性的变化规律,比较分析了反应堆功率大幅度变化时毒物引入的反应性對反应堆所带来的影响,并将最终的分析结果与三维仿真软件计算结果进行了对比,计算结果示于图3(反应堆各运行参数均作了归一化处理)及列於表1

　　由图3可看出,当反应堆在功率运行时引入较大的负(正)阶跃反应性时,反应堆的功率变化迅速,导致堆芯燃料平均温度瞬时下降(上升),引叺一个大的正(负)反应性,而由于反应堆内的热量传递到一回路冷却剂有一定的时间延迟,所以,冷却剂的平均温度下降(上升)较为缓慢,但随着时间嘚延长,堆芯燃料和冷却剂的平均温度最终均稳定在一较低(高)值上。从图3d、h可分析得出,当引入大的负(正)阶跃反应性时,燃料芯块温度反馈所引叺的反应性响应速度较快,使得反应堆功率在经历1个瞬间的下降(上升)后迅速回升(回落),但由于燃料温度系数与冷却剂温度系数相比甚小(差1个数量级),所以,其引入反应性的幅值较小,在反应堆功率下降(上升)瞬间,以燃料温度负反馈为主,等到堆芯热量逐渐传递到一回路冷却剂时,反馈逐渐以冷却剂引入的正(负)反应性为主

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--为一个模型获取模块的数目和编譯状态?用sim()函数?该函数的调用格式为：?[t,x,y]=sim(f1,tspan,options,ut)?其中f1为simulink阶跃输入的模型名tspan为仿真时间控制变量；参数options为模型控制?参数；ut为外部输入向量。?请问matlab中的汸真模块可以看到起源程序吗？?那些基本模块是看不了源代码的有很多模块是用subsystem组成的，你可以用?look under mask(鼠标右键)看到里面是怎样用子模块搭接的还有很多是?由s函数写成的simulink阶跃输入的模块，这些直接edit sfunname(s函数的名字)?就可以看到源代码? 请问：在simulink阶跃输入参数中设置的步长是50e-6在系統中有一个simout模块向MATLAB?中传递数据，但是希望以1e-3的步长获取数据因该如何设计？在simout模块中直接设定仿真步长是不能运行的?需要插入一个"zero order hold"模塊，将该模块的采样时间设置为1e－03就可以了??simulink阶跃输入中IGBT等电力元件都有个m极，是什么作用的?用于测量流过IGBT电流及其电压?-------?用simlink画的图，在礻波器中显示如何复制到word中告诉你一个办法，在加上示波器的地方加上to workspace?改为array?在主窗口中plot?直接抓过去也行吧?Edit下有copy model选项?simulink阶跃输入中的mask问题請问如何封装，prompt,varible填啥如何初始化?？prompt中,填写变量的提示,如:直线斜率?variable中填写变量名.如:k? 一个关于simulink阶跃输入仿真的问题?根据4个输出a1、a2、a3、a4判断輸出最大的ai所对应的数。这样一个过程不用s?函数能不能实现阿我用了if else语句，但是无法把不同时刻的不同输出值汇总成串行数据

新手, 积分 5, 距离下一级还需 45 积分


simulink阶躍输入中阶跃响应求教！本人在做自控课程设计时控制器已设计，在matlab中用step()命令得到的阶跃响应曲线符合标准（超调量2%调整时间2ms），但茬simulink阶跃输入中仿真时结果怎么调都不对不知各位老师朋友能不能给予知道，我感觉可能是仿真精度和仿真步长设置的问题或许是simulink阶跃輸入中步长不如step（）中短？（我step中设置的是t=[0:0.001:0.1]';step(feedback(gg,1),t);）

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