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基于局域网压水堆功率控制教学系统仿真平台研制

作 者: 隆重
导 师: 于涛
学 校: 南华大学
专 业: 核技术及应用
关键词: 压水堆核电站 半实物仿真 MATLAB VC 网络通信
分类号: TL421.1
类 型: 硕士论文
年 份: 2009年
下 载: 39次
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内容摘要


随着我国核电事业的快速发展,对核电所需专门人才数量及质量提出了更高的要求。目前,我国普通高校对反应堆人才培养普遍存在着教学设施不完备、实践教学环节薄弱的缺陷,因此,开发一套用于反应堆工程专业本科在校生的压水堆核电站半实物仿真平台具有积极的意义。本论文在已有的压水堆堆芯物理仿真软件的基础上,运用MATLABVC++软件,对压水堆核电站的功率控制系统进行半实物仿真,建立了一个基于局域网压水堆功率控制系统仿真平台。该仿真平台由服务器端控制界面和工程控制端响应界面,以及基于局域网远程控制的通信模块所组成。该平台的服务器端控制界面使用MATLAB软件编写,工控端响应界面使用VC++软件编写,使得该仿真平台有较为友好的可操作性和良好的可视界面。该平台的通信模块利用SOCKET通信原理来实现仿真主机与工控端之间的参数传递及信息反馈,注重了对MATLAB与其他高级语言程序之间的接口问题的研究,通过调用DLL格式的MEX文件, MATLAB可以任意调用C或FORTRAN语言编写的子程序,大大提高程序运行效率。经过调试与改进,成功地完成了基于局域网的由控制反馈和现场响应两部分所组成的控制仿真程序,实现了反应堆功率、反应性变化和堆芯控制棒驱动的在线模拟,并且实现了基于局域网的微机/工控机控制信号的传输。能够为核工程与核技术专业及反应堆工程专业的学生提供较为形象的教学系统。

全文目录


中文摘要  7-8
英文摘要  8-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 引言  9
  1.2 核电仿真的基本原理及意义  9-11
    1.2.1 压水堆核电站的基本运行原理  9-10
    1.2.2 仿真的相关概念  10
    1.2.3 核电仿真及意义  10-11
  1.3 国内外研究概况  11-12
  1.4 论课题主要研究内容  12-15
    1.4.1 本课题开展的一些主要工作  12-13
    1.4.2 课题的开发流程  13-15
第二章 基于局域网压水堆功率控制系统仿真的理论基础  15-25
  2.1 压水堆核电站仿真及控制的基本原理  15-20
    2.1.1 反应堆的核物理基础  15-16
    2.1.2 中子动力学  16
    2.1.3 压水堆核电站主要构成  16-17
    2.1.4 压水堆核电站堆芯主要构成  17
    2.1.5 压水堆核电站的控制系统  17-18
    2.1.6 功率控制  18
    2.1.7 反应性补偿与控制  18-19
    2.1.8 控制棒价值  19-20
  2.2 基于 MATLAB 仿真的基本原理  20
    2.2.1 MATLAB 简介  20
    2.2.2 Simlink 仿真工具包  20
  2.3 基于局域网通信程序的开发基础  20-22
    2.3.1 计算机通信  20-21
    2.3.2 套接字介绍  21-22
    2.3.3 socket 的种类  22
  2.4 基于 MATLAB 仿真平台的 C 语言程序开发基础  22-25
    2.4.1 MEX 文件的简介  22-23
    2.4.2 C 语言MEX 文件的构成  23
    2.4.3 C 语言MEX 文件的执行流程  23-25
第三章 核电仿真界面的设计原则及设计过程  25-36
  3.1 MATLAB 中的图形界面设计思想  25
  3.2 图形界面设计过程  25-31
    3.2.1 图形窗口的创建  26-28
    3.2.2 下拉式菜单的生成  28-29
    3.2.3 控件的实现方法  29-30
    3.2.4 获得当前图形对象  30
    3.2.5 利用对象的属性值来查找对象  30-31
    3.2.6 创建警告对话框  31
    3.2.7 高级绘图命令  31
  3.3 数学模型的调用  31-33
    3.3.1 sim 命令  32-33
    3.3.2 simget 命令  33
  3.4 图形界面的实现  33-36
第四章 堆芯物理模型的建立及其仿真的实现  36-50
  4.1 堆芯物理数学模型的建立  36
  4.2 Simlink 堆芯仿真模型的建立  36-39
    4.2.1 堆芯Simlink 仿真模块分析  37-39
    4.2.2 对原仿真模块的改进  39
  4.3 工程控制端应用程序的面向对象的分析与设计  39-49
    4.3.1 系统结构分析图  40-41
    4.3.2 工控端流程图  41-42
    4.3.3 工控端系统类结构图  42
    4.3.4 工控端程序类实现  42-49
  4.4 工控端控制反馈结果  49-50
第五章 基于局域网远程控制的通信功能的设计与实现  50-69
  5.1 MEX 远程控制Socket 通信程序设计  50-51
    5.1.1 socket 的通信  50
    5.1.2 服务器与客户端之间的通信程序的基本流程  50-51
  5.2 Windows Sockets 通信程序的开发  51-56
    5.2.1 Windows Sockets  51-52
    5.2.2 windows sockets 通信程序开发的基本步骤和 Windows Socket API 函数  52-56
  5.3 MEX 通信程序设计  56-67
    5.3.1 MEX 源代码文件介绍  56-57
    5.3.2 Socket 通信程序执行流程  57
    5.3.3 SOCKET 通信程序 MEX 文件源代码及注释  57-67
  5.4 参数及信息格式  67
  5.5 局域网远程控制的通信功能的实现  67-69
第六章 结论与不足  69-70
  6.1 结论  69
  6.2 展望  69-70
参考文献  70-72
谢辞  72-73
附录 现场响应端VC 源程序清单  73-152

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中图分类: > 工业技术 > 原子能技术 > 各种核反应堆、核电厂 > 核反应堆:按冷却剂分 > 普通水冷却反应堆(轻水堆) > 压水堆
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