基于NSGA-II的蒸汽发生器液位控制系统离线参数优化

来源：核动力工程杂志2025年第2期北京时间：

作者：孙哲俊, 魏新宇, 张楠, 李鸣谦, 张瑞萍, 王于龙, 孙培伟

单位：1.西安交通大学能源与动力工程学院，西安，710049；2.中国核电工程有限公司，北京，100840；

摘要：蒸汽发生器是核电厂的重要设备，目前蒸汽发生器液位主要采用固定比例-积分-微分（PID）的控制方式，因此需要对PID参数进行整定。传统的参数整定方法需要结合精确的数学模型，当无法获得准确模型信息时，整定效果较差。因此本文提出一种蒸汽发生器液位控制系统PID参数整定方法，该方法通过提取历史数据进行离线整定。首先利用反向传播（BP）神经网络结合历史数据对蒸汽发生器液位控制系统进行模型辨识，之后在建立的BP神经网络模型上对PID参数进行离线寻优。参数整定方法采用非支配排序遗传算法（NSGA-II），以控制系统动态性能指标为目标函数，调整PID参数，从而提高控制效果。将所提出的算法通过在MATLAB/Simulink中进行仿真验证，结果表明，经过离线参数优化后的蒸汽发生器液位控制系统在不同的工况中的超调量、调节时间上均优于原液位控制系统，具有更好的控制效果。

关键词：蒸汽发生器, 系统辨识, NSGA-II, PID参数整定