This thesis describes Kalman filter for estimating the state variables which provide operator with important process status and support controller by supplying decontaminated input states. This paper also describes LQ (Linear Quadratic)-controller for satisfying the desired process performance.
The combined system with Kalman filter and LQ-controller is developed to alternate the classical three-element steam generator water level control system. The important element of this combined system is that a mathematical model is used in conjunction with the actual process data to optimize some performance criteria. The criteria involve important process variables and incorporate a sense of the desired process performance.
Comparative study and discussions are performed among the combined system and Modified PID-controller and Westinghouse controller, respectively.
Compared with the existing Westinghouse controller, this combined system shows more good response and shows considerably stable results on low power level. This combined system can be implemented in real time since LQ-controllerand Kalman filter have almost same algorithm.
가압 경수형 원자력 발전소의 중요한 부분인 증기발생기에서 운전자가 관심있는 상태를 추정하기 위해 사용된 칼만필터를 근간으로 하는 추정기와 증기발생기 내의 수위를 최적으로 조절하기 위한 최적제어기가 결합된 추정제어 시스템을 개발하였다.
현대 제어 기법인 LQ (Linear Quadratic) 제어 기법과 측정오차와 프로세서 비선형성을 보상해주는 칼만필터를 결합한 시스템은 저 출력상태에서 수동으로 하는 제어를 대체한 자동제어를 가능하게 해준다. 이 논문에서는, 추정기로서의 칼만필터와 최적제어 기로서의 LQ 제어가 결합된 시스템을 기존의 웨스팅하우스 제어기와 수정된 PID 제어기와 비교해 보았다.
시스템 모델을 직접 이용한 칼만필터, 즉 최적 상태변수 추정기는 운전자에게 증기발생기에서 측정 불가능한 상태변수들을 제공할 뿐아니라 같이 결합된 최적제어기에 여 러 오차를 제거(filtering)한 상태변수를 제공함으로써 보다 정확한 제어를 가능하게 해준다.
최적제어기의 알고리즘이 칼만필터와 유사성이 많아 두가지를 결합한 실시간(real time) 제어도 가능하다. 이 연구결과를 보면, 제어하기 어려운 저 출력상태에서도 상당히 안정된 제어결과를 보여 주었다.
