日本在线www-日本在线播放一区-日本在线不卡免费视频一区-日本在线不卡视频-成人影院久久久久久影院-成人影院一区二区三区

李超（1974－）

男，河南南陽(yáng)人，畢業(yè)于上海電力學(xué)院電力系統(tǒng)及其自動(dòng)化專業(yè)，

現(xiàn)就職于大亞灣核電運(yùn)營(yíng)管理有限責(zé)任公司。

　　1 SIP系統(tǒng)背景介紹

　　SIP系統(tǒng)又叫做過(guò)程儀表系統(tǒng)，作為核島KRG系統(tǒng)的一部分，其作用是將由變送器測(cè)量得到的過(guò)程變量(壓力、水位、流量、溫度、轉(zhuǎn)速等)信號(hào)進(jìn)行必要的處理，最終經(jīng)閾值處理形成邏輯保護(hù)信號(hào)，送至RPR進(jìn)行邏輯運(yùn)算(3取2或4取2)形成保護(hù)指令。SIP系統(tǒng)和RPN(核儀表系統(tǒng))、RPR(反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng))以及所有專設(shè)安全系統(tǒng)(如RIS、EAS、ETY等)一起，構(gòu)成廣義的反應(yīng)堆保護(hù)系統(tǒng)。在正常運(yùn)行工況下，SIP系統(tǒng)的故障是隱蔽的。但是，SIP作為反應(yīng)堆廣義保護(hù)系統(tǒng)一個(gè)重要組成部分，其故障將直接威脅到核電站的安全和正常運(yùn)行。為了及時(shí)發(fā)現(xiàn)故障以保證SIP系統(tǒng)的可用性，必須對(duì)SIP系統(tǒng)進(jìn)行定期試驗(yàn)。而開發(fā)新型的定期試驗(yàn)裝置的一個(gè)重要功能就是對(duì)SIP系統(tǒng)中的具有時(shí)間參數(shù)的模塊進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)。由于一些靜態(tài)模塊例如加法器ZO模塊和函數(shù)發(fā)生器GD模塊等在大修期間是容易調(diào)教的，它們的輸出只與其輸入有關(guān)，而且不隨著時(shí)間的改變而改變，而慣性環(huán)節(jié)FI、超前滯后環(huán)節(jié)MT和微分環(huán)節(jié)DR動(dòng)態(tài)時(shí)間參數(shù)模塊的輸出即跟其輸入有關(guān)也跟時(shí)間有關(guān)。故對(duì)這些模塊進(jìn)行系統(tǒng)辨識(shí)具有很強(qiáng)的實(shí)踐性而且是很有意義的，既方便了系統(tǒng)模塊調(diào)教，更加有利于保障SIP系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。

　　2 辨識(shí)系統(tǒng)和LabVIEW簡(jiǎn)介

　　辨識(shí)理論是研究利用系統(tǒng)的輸入輸出數(shù)據(jù)，通過(guò)一定的準(zhǔn)則建立系統(tǒng)等價(jià)模型的理論。由于實(shí)際系統(tǒng)的復(fù)雜行為，辨識(shí)理論在系統(tǒng)建模和控制工程中都得到了廣泛的應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)硬件和軟件技術(shù)的發(fā)展，使得目前采用一些高級(jí)軟件和集成硬件模塊，可以很容易組成“虛擬儀器”。這相對(duì)于采用傳統(tǒng)儀器儀表構(gòu)成的系統(tǒng)，可大大縮短開發(fā)時(shí)間和成本。

　　早在八十年代，隨著NI LabVIEW的誕生，形成了一種“虛擬儀器”概念。在計(jì)算機(jī)上安裝數(shù)據(jù)采集卡，然后利用軟件在屏幕上生成儀器面板，并且用軟件對(duì)信號(hào)進(jìn)行處理和分析，這就構(gòu)成了一臺(tái)虛擬儀器。虛擬儀器的主要特點(diǎn)是：具有用戶定制的個(gè)性化面板，適合于信號(hào)處理應(yīng)用，開發(fā)周期短、成本低、維護(hù)方便，易于應(yīng)用新理論、新算法和新技術(shù)。LabVIEW是一種常用的虛擬儀器開發(fā)應(yīng)用軟件，利用它組建儀器和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)可以簡(jiǎn)化程序的設(shè)計(jì)。并且提供了功能強(qiáng)大的高級(jí)數(shù)學(xué)分析庫(kù)，包括統(tǒng)計(jì)、估計(jì)、回歸分析、時(shí)域和頻域算法等可滿足各種計(jì)算和分析需要。為小波、系統(tǒng)辨識(shí)和數(shù)組濾波器等高級(jí)或特殊分析場(chǎng)合提供了附加軟件包。

　　本文討論的辨識(shí)平臺(tái)基于LabVIEW環(huán)境下，以實(shí)際的SIP系統(tǒng)中具有時(shí)間動(dòng)態(tài)參數(shù)的通道為對(duì)象，信號(hào)發(fā)生、采集功能和辨識(shí)模型構(gòu)成一套系統(tǒng)辨識(shí)試驗(yàn)平臺(tái)。

　　3 系統(tǒng)辨識(shí)結(jié)構(gòu)圖

　　圖1 SIP系統(tǒng)RCP10回路簡(jiǎn)圖

　　SIP系統(tǒng)的每個(gè)回路都包括CC開關(guān)(模擬量信號(hào)的輸入點(diǎn))、PT點(diǎn)(模擬量信號(hào)的監(jiān)測(cè)點(diǎn))和XU(數(shù)字量信號(hào)的輸出點(diǎn))。圖1為SIP系統(tǒng)RCP10回路的一個(gè)帶有動(dòng)態(tài)模塊參數(shù)FI、MT和DR的回路簡(jiǎn)圖，其中PT點(diǎn)即為SIP系統(tǒng)的模擬量信號(hào)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

　　

圖2 系統(tǒng)辨識(shí)結(jié)構(gòu)圖

　　系統(tǒng)辯識(shí)結(jié)構(gòu)如圖2所示，系統(tǒng)主要采用了一臺(tái)工控機(jī)和兩塊NI公司的數(shù)據(jù)采集卡來(lái)實(shí)現(xiàn)，即PCI6289和PCI6733。PCI6733有8路AO，M系列板卡PCI6289有32路AI和48路DI。 PCI6733板卡輸出的模擬量信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊注入到SIP系統(tǒng)的448CC和495CC開關(guān)點(diǎn)處，其中MT模塊的輸入和輸出的PT點(diǎn)為439PT和440PT，F(xiàn)I模塊的輸入和輸出的PT點(diǎn)為443PT和475PT，DR模塊的輸入和輸出的PT點(diǎn)為439PT和444PT。以上PT點(diǎn)信號(hào)通過(guò)信號(hào)調(diào)理模塊送到PCI6289板卡來(lái)采集。系統(tǒng)通過(guò)對(duì)輸出信號(hào)及采集信號(hào)進(jìn)行處理得到動(dòng)態(tài)時(shí)間參數(shù)模塊的傳遞函數(shù)。

　　4 基于LabVIEW的系統(tǒng)辨識(shí)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

　　經(jīng)典的系統(tǒng)辨識(shí)方法的發(fā)展已經(jīng)比較成熟和完善，包括階躍響應(yīng)法、脈沖響應(yīng)法、頻率響應(yīng)法、相關(guān)分析法、譜分析法、最小二乘法和極大似然法等。針對(duì)大亞灣SIP系統(tǒng)中，具有動(dòng)態(tài)參數(shù)模塊的只有FI模塊，其傳遞函數(shù)為，超前滯后環(huán)節(jié)MT模塊，其傳遞函數(shù)為，微分環(huán)節(jié)DR模塊，其傳遞函數(shù)為。本文采用階躍響應(yīng)法來(lái)實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)模塊的辨識(shí)。

　　SIP系統(tǒng)中具有動(dòng)態(tài)環(huán)節(jié)模塊的板件輸入為1-5V，而輸出也限制在了1-5V的范圍內(nèi)，故加階躍信號(hào)時(shí)的初值信號(hào)應(yīng)為1-5V范圍之內(nèi)，初值選擇為1V的信號(hào)。由于板件的輸出也加以限制故階躍的幅值不易過(guò)大，即統(tǒng)一選擇了0.3V的階躍信號(hào)。由于剛注入1V信號(hào)時(shí)，系統(tǒng)本身有一個(gè)階躍響應(yīng)，但是由于輸出的限制，此段數(shù)據(jù)不應(yīng)作為系統(tǒng)辨識(shí)的有效數(shù)據(jù)之用，當(dāng)系統(tǒng)過(guò)幾十秒中系統(tǒng)穩(wěn)定之后，再注入0.3V的階躍信號(hào)，此段數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù)。即前40秒輸出為1V，后面30秒輸出為1.3V的階躍，數(shù)據(jù)采集時(shí)采集后30秒鐘的信號(hào)作為系統(tǒng)辨識(shí)的輸入。

　　4.1 慣性環(huán)節(jié)FI模塊

　　慣性環(huán)節(jié)FI模塊的傳遞函數(shù)為，當(dāng)有一個(gè)初值1V信號(hào)注入時(shí)，即，y值會(huì)有一個(gè)階躍響應(yīng)，具體理論推導(dǎo)如下：

　由此可見，當(dāng)時(shí)，。在RCP10通道中。

　　圖3 FI模塊的輸入輸出波形圖和傳遞函數(shù)

　　由上述理論推導(dǎo)公式可知系統(tǒng)穩(wěn)定之后，即40秒之后系統(tǒng)穩(wěn)定在了初值1V，圖3為FI模塊的輸入輸出波形圖以及系統(tǒng)傳遞函數(shù)圖，即PCI6289采集的443PT和475PT點(diǎn)的信號(hào)的波形圖，階躍一條曲線(443PT)為系統(tǒng)辨識(shí)模塊的輸入信號(hào)，即系統(tǒng)辨識(shí)工具包中SI Estimate Transfer Function Model.vi的stimulus signal項(xiàng)，平滑曲線(475PT)為經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)模塊FI之后的信號(hào)，也作為系統(tǒng)辨識(shí)模塊的輸入信號(hào)，即系統(tǒng)辨識(shí)工具包中SI Estimate Transfer Function Model.vi的response signal項(xiàng)，由于FI模塊的傳遞函數(shù)分子和分母的階數(shù)已經(jīng)確定，即分母為1，分子為0，故最終可匯出的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

　　4.2 超前滯后環(huán)節(jié)MT模塊

　　超前滯后環(huán)節(jié)MT模塊傳遞函數(shù)為，當(dāng)有一個(gè)初值1V信號(hào)注入時(shí)，即，y值會(huì)有一個(gè)階躍響應(yīng)，具體理論推導(dǎo)如下：

　　由此可見，當(dāng)時(shí)，。在RCP10通道中，。

　　圖4 MT模塊的輸入輸出波形圖和傳遞函數(shù)

　　由上述理論推導(dǎo)公式可知系統(tǒng)穩(wěn)定之后，即40秒之后系統(tǒng)穩(wěn)定在了初值1V，圖4為MT模塊的輸入輸出波形圖以及系統(tǒng)傳遞函數(shù)圖，即PCI6289采集的439PT和440PT點(diǎn)的信號(hào)的波形圖，階躍曲線(439PT)為系統(tǒng)辨識(shí)模塊的輸入信號(hào)，即系統(tǒng)辨識(shí)工具包中SI Estimate Transfer Function Model.vi的stimulus signal項(xiàng)，平滑曲線(440PT)為經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)模塊FI之后的信號(hào)，也作為系統(tǒng)辨識(shí)模塊的輸入信號(hào)，即系統(tǒng)辨識(shí)工具包中SI Estimate Transfer Function Model.vi的response signal項(xiàng)，由于MT模塊的傳遞函數(shù)分子和分母的階數(shù)已經(jīng)確定，即分母和分子為1，故最終可匯出的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

　　4.3 微分環(huán)節(jié)DR模塊

　　微分環(huán)節(jié)模塊傳遞函數(shù)為，當(dāng)有一個(gè)初值1V信號(hào)注入時(shí)，即，y值會(huì)有一個(gè)階躍響應(yīng)，具體理論推導(dǎo)如下：

　　由此可見，當(dāng)時(shí)，在RCP10通道中。

　　圖5 DR 模塊的輸入輸出波形圖和傳遞函數(shù)

　　由上述理論推導(dǎo)公式可知系統(tǒng)穩(wěn)定之后，即40秒之后系統(tǒng)穩(wěn)定在了0V，由于DR模塊板件本身的特性，輸出值是在理論基礎(chǔ)上疊加了1V的信號(hào)，圖5為DR模塊的輸入輸出波形圖以及系統(tǒng)傳遞函數(shù)圖中可知，即PCI6289采集的439PT和444PT點(diǎn)的信號(hào)的波形圖，階躍曲線(439PT)為系統(tǒng)辨識(shí)模塊的輸入信號(hào)，即系統(tǒng)辨識(shí)工具包中SI Estimate Transfer Function Model.vi的stimulus signal項(xiàng)，平滑曲線(444PT)為經(jīng)過(guò)動(dòng)態(tài)模塊DR之后的信號(hào)，由于此信號(hào)是疊加了1V之后的信號(hào)，所以應(yīng)該減去1V之后的信號(hào)作為系統(tǒng)辨識(shí)模塊的輸入信號(hào)，即系統(tǒng)辨識(shí)工具包中SI Estimate Transfer Function Model.vi的response signal項(xiàng)，由于DR模塊的傳遞函數(shù)分子和分母的階數(shù)已經(jīng)確定，即分母和分子為1，最終可匯出的系統(tǒng)的傳遞函數(shù)。

　　5 結(jié)論

　　利用虛擬儀器技術(shù)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)辨識(shí)平臺(tái)，在功能和特性上都滿足而且實(shí)現(xiàn)了SIP系統(tǒng)辨識(shí)的開發(fā)，使用NI公司的數(shù)據(jù)采集卡以及LabVIEW圖形化開發(fā)環(huán)境設(shè)計(jì)的平臺(tái)，使用和維護(hù)比較方便并且性能穩(wěn)定可靠。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1] National Instruments Corporation.LabVIEW User Manual.

　　[2] 楊樂平，李海濤 趙勇.LabVIEW高級(jí)程序設(shè)計(jì).北京:清華大學(xué)出版社.2003.

　　[3] 劉君華，賈惠芹.虛擬儀器圖形化編程語(yǔ)言LabVIEW教程.西安:西安電子科技大學(xué)出版社.2001.

　　[4] 候國(guó)屏，王坤，葉齊鑫. LabVIEW 7.1編程與虛擬儀器設(shè)計(jì)[M]. 清華大學(xué)出版社. 2005.7.

　　[5] 雷振山.LabVIEW7 Express實(shí)用技術(shù)教程[M] .北京.中國(guó)鐵道出版社,2004.