1绪论
随着各地节能减排及绿色能源替代需求，核能供工业蒸汽十分具有发展潜力，多个项目已在开展前期论证工作，保证蒸汽稳定供应的控制方案从前期一开始就是重点关注问题。对其进行理论分析不仅对首个项目非常重要，也对后续供汽项目具有借鉴意义。
2蒸汽供能系统被控对象动态特性分析
对蒸汽供能系统被控对象进行动态特性分析有助于理解系统的行为和响应，为控制系统的设计提供基础，能够更好地优化系统参数。动态特性分析可以帮助我们了解系统的惯性、稳定性、响应速度以及频率响应等特征，在设计控制器时，必须考虑这些因素，以确保系统的稳定性和相应满足预期要求。此外，对动态特性的分析也有助于识别系统中的潜在问题和不稳定因素。
2.1时域分析
在90%Nnom 核功率水平下，60s 时，将蒸汽供能系统供能调阀开度阶跃增加0.1，得到蒸汽供能用户侧蒸汽压力变化曲线如图2-1所示。可以看出时域响应几乎没有超调量，响应时间为240s。
图2-1 蒸汽供能用户侧蒸汽压力变化曲线
图2-2蒸汽供能开环系统伯德图
2.2频域分析
通过MATLAB 进行开环传递函数伯德图的绘制如图2-2所示。从伯德图可以看出，相角范围为0°～-90°，相位裕量和增益裕量均为正，故系统是稳定的。
2.3系统解耦分析
自动控制反应堆核功率模式下，一回路、二回路以及蒸汽供能系统的输入分别为：反应性、主调阀开度、蒸汽供能调阀开度，三个系统输出分别为：核功率、主蒸汽集管压力、蒸汽供能系统三回路压力。其中，当反应性进行扰动时，核功率会发生变化，同时会影响主蒸汽集管压力变化，主蒸汽集管压力变化后会影响对进入蒸汽供能系统的蒸汽流量，从而影响蒸汽供能系统三回路压力。同样的，其他两个输入的改变也会同时引起三个输出量的变化。因为上述耦合关系，所以需要对系统进行耦合特性分析。
90%Nnom核功率水平下，在60s时，引入蒸汽供能调阀阀门开度增加0.1，得到反应堆核功率变化曲线，主蒸汽集管压力变化曲线和蒸汽供能系统三回路压力变化曲线。
通过MATLAB 传递函数辨识工具箱（System Identification）对对象模型进行辨识，得到蒸汽供能调阀阀门开度对核功率的传递函数式(3.1)，蒸汽供能调阀阀门开度对主蒸汽集管压力的传递函数式(3.2)，蒸汽供能调阀阀门开度对蒸汽供能系统三回路压力传递函数式(3.3)。
采用同样方法得到反应性和主调阀开度对三个输出量传递函数。根据以上传递函数，得到该模式下稳态增益矩阵：
根据相对增益矩阵（RGA）公式得到：
由式(3.5)中各项参数大小可知：
反应性与核功率以及主蒸汽集管压力的相对增益值比较接近，表示两个通道之间的耦合性比较强，所以在反应堆功率控制系统中，N模式和T模式分别由核功率与主蒸汽集管压力作为被控量控制反应性；而反应性对蒸汽供能三回路压力的相对增益接近0，则表明该通道输入对输出的影响很小，用反应性控制蒸汽供能三回路压力不能得到良好的控制效果。
主调阀开度与核功率以及主蒸汽集管压力的相对增益值比较接近，表示两个通道之间的耦合性比较强，所以在DEH 控制系统中，压力模式和负荷模式分别由主蒸汽集管压力与电功率作为被控量控制反应性；而主调阀开度对蒸汽供能三回路压力的相对增益接近0，则表明该通道输入对输出的影响很小，用主调阀开度控制蒸汽供能三回路压力不能得到良好的控制效果。
蒸汽供能调阀开度与蒸汽供能三回路压力的相对增益接近于1，而蒸汽供能调阀开度与核功率以及主蒸汽集管压力相对增益接近于0，表明其他通道对该通道的互联作用很小，无需进行解耦系统设计，蒸汽供能调阀开度与蒸汽供能三回路压力通道可构成单回路控制。
根据RGA各项参数接近于1的情况可以看出，在自动控制反应堆核功率模式下，蒸汽供能系统与一二回路系统之间耦合性较弱，系统设计时无需考虑额外解耦。
3总结与展望
本通过对供能系统被控对象的模型辨识、时域分析、频域分析以及供能系统的耦合特性分析，得出了系统稳定的结论；同时，分析系统各变量之间的耦合性得出，蒸汽供能系统与一二回路系统之间耦合性较弱，系统设计时无需考虑额外解耦。蒸汽供能调阀开度与蒸汽供能三回路压力通道可构成单回路控制。
参考文献
[1] 金以慧，过程控制，北京：清华大学出版社，1993：103-186
[2] 沈玉梅，自动控制原理与系统，北京，北京工业大学出版社，2010,83-106
[3] 张震，百万千瓦级压水堆核电机组工业蒸汽供能技术改造工艺设计与实践，中国核科学技术进展报告，2021,7