[发明专利]一种快速降低铅铋快堆余热排放温度的控制装置及方法

权利要求书

1.一种快速降低铅铋快堆余热排放温度的控制装置，其中所述铅铋快堆的余热接入设置在热风管路上的储热装置中，热风管路的出口与冷风管路的出口汇集为混合空气出口，即余热排放出口，其特征在于，控制装置包括：

温度传感器，实时采集环境空气温度以及余热排放出口温度；

变频风机，设置于冷风管路和热风管路；

智能温度控制器，与所述变频风机以及所述温度传感器连接，通过变频风机调控冷风管路中空气流量，保证余热排放出口温度与环境空气温度的差值不超过设定值ΔT；

其中，所述智能温度控制器包括史密斯预估补偿器和基于深度过渡循环神经网络进行参数自整定的PID控制器，其中环境空气温度和余热排放出口温度的差值与设定值ΔT作为比较器一的两路输入，比较器一的输出和史密斯预估补偿器的输出作为比较器二的两路输入，比较器二的输出作为PID控制器的输入，PID控制器的输出分别作为调温系统和史密斯预估补偿器的输入，调温系统通过变频风机调控冷风管路中空气流量，进而调控冷风管路的常温空气和储热装置出口温度波动的热空气混合后的混合气体温度，即余热排放出口温度；

所述基于深度过渡循环神经网络进行参数自整定是利用深度过渡循环神经网络完成PID控制器参数K_p，K_I，K_D的整定，方法如下：根据性能指标函数利用时序反向传播算法在线对深度过渡循环神经网络中隐藏层转移矩阵W_1,2，输入矩阵U和输出矩阵V进行在线更新，进而依据对K_p,K_I,K_D进行在线整定及更新；

其中，e(k)为环境空气温度和余热排放出口温度的差值与设定值ΔT的偏差，即系统误差信号；φ_h，φ_l和φ_o为非线性激活函数；x_t＝[e,e_c]^T为系统输入向量；h_t为状态函数，h_t-1为t-1时刻的状态函数。

2.根据权利要求1所述快速降低铅铋快堆余热排放温度的控制装置，其特征在于，所述温度传感器至少设置在余热排放出口处以及冷风管路的常温空气入口处。

3.根据权利要求1所述快速降低铅铋快堆余热排放温度的控制装置，其特征在于，所述ΔT人为设定，当要求余热排放温度与外界环境温度不超过±5℃时，设定ΔT＝±5℃。

4.基于权利要求1所述快速降低铅铋快堆余热排放温度的控制装置的控制方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：选择采样时间，对系统误差信号进行采样，以误差e(k)和误差变化率e_c(k)为输入信号，依据状态函数输出函数y_t＝φ_o(V^Th_t)和性能指标采取算法对深度过渡循环神经网络进行训练，确定神经网络最佳结构参数信息，其中，y_t＝[K_p,K_I,K_D]^T为系统输出向量；

步骤2：使用温度传感器实时监测环境空气温度及余热排放出口温度，并将温度信息传送到智能温度控制器；

步骤3：设定余热排放出口温度与环境空气温度的最小偏差值为γ，0＜γ＜ΔT，当偏差大于γ，深度过渡循环神经网络对PID控制器参数进行在线整定，同时智能温度控制器调控冷风管路中空气流量，控制余热排放出口温度；

步骤4：若余热排放出口温度与环境空气温度的偏差小于最小偏差值γ，则所述智能温度控制器输出信号不变；

步骤5：若被控对象系统本身不发生变化，则重复执行步骤2-4；若被控对象自身结构发生变化，则执行步骤1-5。

5.根据权利要求4所述控制方法，其特征在于，所述步骤1中，在满足香农采样定理的前提条件下，综合考虑信号跟踪效果、执行元件要求、计算机精度在内的因素，选择能满足控制性能要求且尽可能小的采样时间间隔。