基于simulink碰撞实验的仿真研究

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1、杭州电子科技大学硕士学位论文基于simulink碰撞实验的仿真研究研究生：魏京力指导教师：方力先副教授2015年3月DissertationSubmittedtoHangzhouDianziUniversityfortheDegreeofMasterResearchesontheSimulationofCollisionExperimentbasedonSimulinkCandidate:WeiJingLiSupervisor:Prof.FangLixianMarch，2015摘要目前我国正处于大力发展核能发电

2、时期。核电相比于其他能源有诸多优点，但是安全隐患同样存在。反应堆冷却系统内存在着各种各样的零件数以千计，系统内部也是长期处于流动状态，无法保证这些零件不发生故障，导致松动、脱落，这些松动脱落的零件都是核电站的潜在威胁。因此作为核电站重要的系统之一，松动部件监测系统（LoosePartsMonitoringSystem，LPMS）的研发是重要的，由于环境限制，无法对实际的反应堆冷却系统做实验，研发系统所用数据与模型均来自钢球与钢板撞击的近似系统，所以有必要对其进行建模仿真。本文结合国家科技重大专项“核电站松动部件

3、监测系统样机研制(KYZ193612003)”和“浙江省公益技术社会发展项目(2012C23017)”，对平板实验中的质量估计，仿真建模等关键技术进行了深入研究，同时为了验证仿真系统的正确性，介绍了一种基于CWT的Hilbert包络线到达时差估算方法，并通过实验数据验证了质量估计算法和定位算法。提出了一种基于小波能量谱神经网络的质量估计算法、结合传递函数衰减系数和径向基神经网络-自回归模型的建模仿真方法，分别用MATLAB软件及其附带simulink软件进行了系统实现。第1章：阐述了LPMS的背景和意义，简要介

4、绍了该领域的国内外现状，介绍了外国主流的LPMS产品，介绍了LPMS的主要技术难点和部分解决方法。第2章：详细阐述了平板实验方案，数据采集所用设备、实验步骤、注意事项，通过钢球与钢板的撞击实验模拟实际松脱零件的跌落撞击，以卧式锅炉实验模拟反应堆冷却系统的背景噪声，完成了大量数据采集并分析了实验数据。第3章：分别对Hertz碰撞理论，Hoppmann的实验结论，基于CWT-Hilbert包络线到达时差定位法，基于频率比的质量估计方法进行了理论分析研究，并提出了基于小波能量谱神经网络的质量估计方法，通过MATLAB

5、对采集到的撞击数据进行了验证分析。为平板系统的建模仿真提供了不同验证角度。第4章：计算了平板碰撞系统的传递函数衰减系数，介绍了基于SVM的建模仿真方法和基于RBF-ARX的建模仿真方法，并结合了衰减系数进行了实际的建模，用simulink软件实现了系统，最终用采集得到的撞击信号和第3章中质量估计和定位算法对建模结果进行了评价。第5章：总结概括全文，并展望LPMS研发方法的发展前景。关键词：LPMS，平板试验，质量估计，衰减系数，simulink仿真ABSTRACTAtpresent,ourcountryisin

6、theperiodofvigorousdevelopmentofnuclearpower.Thenuclearhasmanyadvantagesthanotherkindofenergy,it'ssecurityproblemwasstillbotheringtheresearcher.Itisthepotentialthreatofnuclearpowerplantthattheexistenceofthethousandsofpartsinthereactorcoolantsystemandthelongt

7、imeflotationoftheinternalsystem.Astheimportantsystemofanuclearplant,theresearchoftheLoosePartsMonitoringSystem(LPMS)isunavoidable,becauseofthelimitationoftheenviroment,thecollidingexperimentwiththereactorisincompletable.Consequently,thedata,usingtobuildtheco

8、llidingmodel,arecollectingfromthesimulatingsystem.Insummary,thesimulationoftheapproximatingmodelisnecessary.Thispaper,combinedwiththemajornationalscienceandtechnologyprojects"Loosepartsmonitorin