CN112951462B - 核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法、装置及设备，方法包括：根据控制系统出现的问题，获取影响控制系统的物理变量；根据控制系统运行过程中涉及的所有工况，结合工艺流程的启停和运行过程的分析，从所述物理变量中选取出关键物理变量；基于控制变量法，根据所述关键物理变量进行变参数PID整定，以获得各个关键物理变量与PID参数之间的函数关系，以根据所述函数关系以及所述关键物理变量进行变参数的PID控制。本发明能够扩展控制系统的应用范围，使控制系统适用于多种复杂工况。
Description
技术领域
本发明涉及核电站领域，尤其涉及一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法、装置及设备。
背景技术
三代核电机组智能集成度很高，通常会采用大量的成组控制技术以提高电厂的自动化水平，大量采用一键启停的自动化运行方式，可以实现一键自动升温升压、一键自动升降功率，某三代核电机组成组控制器的总数为1200多个，以稳压器压力液位控制为例，涉及的成组控制器共65个，设定值手操器共9个，而某二代机组稳压器压力液位控制涉及的设定值手操器总共4个。为了保证核电机组高度自动化的设计理念，需要设计大量的闭环控制逻辑，从一回路充水的环路水位控制、稳压器水位控制，到一回路满水变为水实体之后的单相压力控制，最后建立汽腔，自动升温升压至热停，临界后自动升功率；周边的辅助系统也采用了大量的闭环控制逻辑，保证核电机组的高度自动化，尽量避免操作员的手动干预。
一直以来，核电站的闭环自动控制技术选取的是PID控制，PID控制的最大优点就是控制机理完全独立于对象的数学模型，只用控制目标与被控对象实际行为之间误差来产生消除此误差的控制策略。由于三代核电机组闭环控制适用工况较为复杂，实际的控制系统往往存在非线性因素，以下泄压力控制系统为例，下泄压力控制阀涉及的运行工况较复杂，包括单上充泵运行、双上充泵运行、双相、单相、单高压减压站控制、双高压减压站控制、连接TEP4运行、连接TEP1运行、连接RCV2运行等工况，下泄压力的传递函数存在了非线性因素，导致常规的PID不能满足需求。
发明内容
本发明的目的在于：针对上述存在问题和不足，提供一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法、装置及设备，能够扩展控制系统的应用范围，使控制系统适用于多种复杂工况。
本发明实施例提供了一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，包括：
根据控制系统出现的问题，获取影响控制系统的物理变量；
根据控制系统运行过程中涉及的所有工况，结合工艺流程的启停和运行过程的分析，从所述物理变量中选取出关键物理变量；
基于控制变量法，根据所述关键物理变量进行变参数PID整定，以获得各个关键物理变量与PID参数之间的函数关系，以根据所述函数关系以及所述关键物理变量进行变参数的PID控制。
优选地，所述根据控制系统出现的问题，获取影响控制系统的物理变量具体为：
根据控制工艺流程简图以及故障发生时的趋势图，获取影响控制系统当前故障的物理变量。
优选地，根据控制系统运行过程中涉及的所有工况，结合工艺流程的启停和运行过程，从所述物理变量中选取出关键物理变量，具体包括：
通过分析物理变量在各个工况下的变化情况，从所述物理变量中选取出关键物理变量。
优选地，基于控制变量法，根据所述关键物理变量进行变参数PID整定，以获得各个关键物理变量与PID参数之间的函数关系，具体包括：
根据关键物理变量按照一特定规律随控制系统工况的变化而变化的规律进行变参数设计；
根据控制变量法获取在不同工况下关键物理变量与PID参数之间的对应关系，获得各个关键物理变量与PID参数之间的GD函数；
根据所述GD函数以及实时的关键物理变量，控制所述PID参数的变化，实现变参数的PID控制。
优选地，还包括：
通过扰动试验对所述GD函数关系进行验证；其中：
所述扰动试验包括在关键物理参数不变下的扰动试验以及在关键物理参数变化下的扰动试验。
优选地，所述PID参数包括比例P，积分I以及微分D；每个关键物理变量均与比例P，积分I以及微分D具有一个对应的GD函数。
优选地，还包括：
当偏差减小到一定区间时，采用随偏差变化的趋近函数对GD函数的输出进行修改，以提升控制系统的响应性能。
优选地，所述PID参数与偏差的关系为倒钟型关系、钟形关系、三角关系、倒三角关系、半圆/椭圆形关系或倒半圆/椭圆形关系。
本发明实施例还提供了一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定装置，包括：
物理变量获取单元，用于根据控制系统出现的问题，获取影响控制系统的物理变量；
物理变量选取单元，用于根据控制系统运行过程中涉及的所有工况，结合工艺流程的启停和运行过程的分析，从所述物理变量中选取出关键物理变量；
整定单元，用于基于控制变量法，根据所述关键物理变量进行变参数PID整定，以获得各个关键物理变量与PID参数之间的函数关系，以根据所述函数关系以及所述关键物理变量进行变参数的PID控制。
本发明实施例还提供了一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定设备，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法。
综上所述，基于本实施例进行控制系统的设计能够有效地扩展控制系统的应用范围，使控制系统适用于多种复杂工况。同时通过增加渐近函数可以提升控制系统的提升精度，提高控制品质。
附图说明
图1是本发明第一实施例提供的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法的流程示意图。
图2是下泄温度控制工艺流程简图。
图3是控制系统的工作原理简图。
图4是下泄温度控制系统的一种工作原理简图。
图5是下泄温度控制系统的另一种工作原理简图。
图6是下泄温度控制系统的另一种工作原理简图。
图7是单关键物理变量PID组态功能块简图。
图8是变参数PID设计原理简图。
图9是多关键物理变量PID组态功能块简图。
图10是带渐近函数的变参数PID设计原理图。
图11是比例系数随偏差按倒钟形关系变化示意图。
图12是比例系数随偏差按钟形关系变化示意图。
图13是比例系数随偏差按三角关系变化示意图。
图14是比例系数随偏差按倒三角关系变化示意图。
图15是比例系数随偏差按半椭圆关系变化示意图。
图16是比例系数随偏差按倒半椭圆关系变化示意图。
图17是渐近函数的应用示意图。
图18是本发明第二实施例提供的核电站闭环控制系统变参数设计与整定装置的模块示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1，本发明第一实施例提供了一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，其可由核电站闭环控制系统变参数设计与整定设备(以下简称整定设备)来执行，并至少包括如下步骤：
S101，根据控制系统出现的问题，获取影响控制系统的物理变量。
在本实施例中，所述整定设备可为计算机、服务器或者工作站等具有数据处理能力的终端设备，其内安装有相应的程序，并通过执行所述程序来实现本实施例的各个步骤以及流程。
在本实施例中，可根据控制系统出现的问题，分析问题原因，从而找出影响控制系统的关键物理变量。以某核电机组1号机下泄温度控制为例，如图2所示，下泄温度控制阀用于控制RCV非再生热交换器出口温度。由于RCV净化子系统要求下泄温度不能高于65℃，以避免混床内树脂遭到破坏；同时TEP除气子系统要求下泄温度50℃左右，以保证除气效率,因而下泄温度控制阀需要将RCV非再生热交换器出口温度控制在50℃。然而换热器入口温度会随着一回路温度增大而增大，同时下泄流量根据实际机组的需要由稳压器液位控制不断调节，固定的PID参数难以满足在不同温度平台下控制系统的响应要求。
在机组升温升压期间，下泄温度控制阀发生了剧烈波动，对阀门波动原因进行分析，阀门动作是根据热交换器出口温度变化动作的，由下泄温度控制工艺流程简图可知，影响下泄温度控制的关键物理变量主要有三个：下泄流量、热交换器入口温度、冷却水的温度。根据事发时的趋势图，阀门发生抖动前主要出现了两个变化：阀前的下泄温度以及下泄流量。
S102，根据控制系统运行过程中涉及的所有工况，结合工艺流程的启停和运行过程的分析，从所述物理变量中选取出关键物理变量。
在本实施例中，关键物理变量按照某一特定规律随控制系统工况的变化而变化，因此根据这一规律进行变参数设计与整定。以下泄温度控制为例，必须满足从机组建立汽腔到功率运行的所有工况，包括各温度功率平台的稳定工况和瞬态工况，由上文可知，下泄流量、热交换器入口温度和冷却水温度是影响下泄温度控制的3个关键变量，而冷却水温度作为冷源在不同工况下基本保持不变，因此主要研究下泄流量和热交换器入口温度在这些所有工况中的变化特点，从而选取合适的关键物理变量进行变参数设计。下泄流量主要控制稳压器水位，在瞬态及稳态工况，不同温度和功率平台下，下泄流量一直是变化的，无法对下泄流量进行变参数设计；而热交换器入口温度只与机组的温度和功率平台有关，与瞬态和稳态工况无关，在机组温度及功率平台确定时，热交换器入口温度是恒定的，因此可以对热交换器入口温度进行变参数设计，选取热交换器入口温度为关键物理变量。
S103，基于控制变量法，根据所述关键物理变量进行变参数PID整定，以获得各个关键物理变量与PID参数之间的函数关系，以根据所述函数关系以及所述关键物理变量进行变参数的PID控制。
如图3所示，在本实施例中，根据控制变量法，在不同工况下，关键物理变量在该工况下是近似不变的，通过控制变量法在不同工况下分别进行PID整定，这样就可以获得PID参数与关键物理变量一一对应的GD函数关系，一般通过近似折线函数使控制系统在工况转换关键物理变量变化时的控制过程过渡更加平滑。
如图4所示，以下泄温度控制为例，查看阀门波动发生时前后的响应曲线，发现在那个时间段主要是热交换器入口温度发生了变化，在阀门剧烈波动前出现过下泄流量变化的情况，但控制系统响应正常，阀门不会出现震荡。热交换器入口温度是影响下泄温度控制的关键变量，需要增加变增益环节。
以下介绍本实施例的具体应用过程。
事实上，本实施例已应用于某核电机组调试过程中，解决了一回路下泄温度控制、下泄压力控制和单相压力控制等核电站重要控制系统的调节问题，经过各种瞬态和稳态验证，效果优异。
例如，为了防止下泄流量调节阀内部发生闪蒸现象，影响其寿命，通过下泄压力控制阀维持其下游压力在5bar.g，下泄压力控制阀主要有单上充泵运行、双上充泵运行、双相、单相、单高压减压站控制、双高压减压站控制、连接TEP4运行、连接TEP1运行、连接RCV2运行等工况，两两之间排列组合，几十种工况，下泄压力控制阀在控制过程中经常出现剧烈震荡导致下泄压力超压隔离下泄的严重工况，采用变增益设计解决了此问题，如图5所示，图5为下泄压力控制的变参数方块图简图。
采用本实施例解决了单相压力控制出现的调节问题，具体如图6所示。
需要说明的是，在本实施例中，所述关键物理变量的数量可能为一个或者多个，所述PID参数包括比例P，积分I以及微分D；每个关键物理变量均与比例P，积分I以及微分D具有一个对应的GD函数。
当关键物理变量的数量为一个时，为单关键物理变量变参数PID，其具体的结构图如图7所示，其对应的PID内部原理简图如图8所示。
其中，单关键物理变量变参数PID已应用于下泄温度控制、下泄压力控制、单相压力控制。
当关键物理变量的数量为多个时，为多关键物理变量变参数PID，其具体的结构图如图9所示。
其中，多关键物理变量变参数PID应用于EPR核电机组的蒸汽压力旁路排放控制系统中
优选地，还包括：
通过扰动试验对所述GD函数关系进行验证；其中：
所述扰动试验包括在关键物理参数不变下的扰动试验以及在关键物理参数变化下的扰动试验。
在本实施例中，扰动试验分为两步，第一步是在关键物理参数不变下的扰动试验，第二步是关键物理参数变化下的扰动试验。
第一种扰动试验是在不同工况下完成PID整定后，需要在该工况下施加扰动对控制系统验证控制系统性能；
第二种扰动试验是机组在不同工况下切换时，关键物理变化情况下，验证控制系统在工况切换时，能否将控制参数维持在设定值周围，而不发生较大。
以下泄温度控制为例，在机组压力和温度不变时，在完成PID整定后，通过将下泄流量控制阀置手动，施加正向和负向的流量扰动，验证下泄温度控制的稳定性；在机组升温升压或降温降压过程中，热交换器入口温度变化时，验证下泄温度控制的稳定性。
优选地，还包括：
当偏差减小到一定区间时，采用随偏差变化的趋近函数对GD函数的输出进行修改，以提升控制系统的响应性能。
其中，根据不同的控制系统特点和性能要求，根据偏差的变化对PID参数进行微调，当偏差大时，比例作用大有助于加快调节速度，但是偏差小时，大的比例作用会导致超调，因此当偏差变化时比例系数也变化有助于提升控制系统品质。一般比例系数随偏差减小而减小，积分和微分系数随偏差较小而增大，有助于提升调节品质。
为此，在本实施例中，在关键物理变量变量设计的基础上，结合偏差变参，PID参数随偏差逼近于0时进行微调，有助于提升控制性能，能够用于高精度高要求的控制系统设计中。
如图10所示，图10为结合了偏差变参的带渐近函数的变参数PID设计原理图。在关键物理变量变量设计的基础上，增加了当偏差减小到一定区间时PID参数随偏差变化的趋近函数，提升控制系统的响应性能，即当偏差大时采用主体的PID参数，当偏差小时在主体的PID参数上进行微调，增加后减小，提升控制系统的调节精度和性能。PID参数与偏差的关系(即渐进函数)可以根据控制系统的特性来确定，渐近函数可以根据控制系统的实际特性进行选取而非固定的，下面介绍几种常用的渐进函数。
1、倒钟形关系
如图11为例(图中横轴为偏差，纵轴为比例系数)，当偏差的绝对值大于1时，比例系数为2，当偏差在[-1,1]区间内，比例系数按照图中的函数关系随偏差的变化而增加，比例系数与偏差变化的函数关系式为：
其中Kp为关键物理变量变参数设计中的比例系数，e为控制系统实时偏差，a为随偏差比例系数的变化幅度，图11中a＝1(Kp由2变为3，幅度为1)，b为比例系数随偏差变化的区间，图11中b＝2，即Kp在区间[-b,b]开始变化。
同理，积分和微分系数也可采用倒钟形类似渐进函数关系，提升调节性能。
2、钟形关系
如图12所示为例(图12中横轴为偏差，纵轴为比例系数)，当偏差的绝对值大于1时，比例系数为2，当偏差在[-1,1]区间内，比例系数按照图中的函数关系随偏差的变化而减小，比例系数与偏差变化的函数关系式为：
其中Kp为关键物理变量变参数设计中的比例系数，e为控制系统实时偏差，a为随偏差比例系数的变化幅度，图12中a＝1(Kp由2变为1，幅度为1)，b为比例系数随偏差变化的区间，图12中b＝2，即Kp在区间[-b,b]开始变化
同理，积分和微分系数也可采用类似钟形渐进函数关系，提升调节性能。
3、三角关系
如图13所示，(图13中横轴为偏差，纵轴为比例系数)，当偏差的绝对值大于1时，比例系数为2，当偏差在[-1,1]区间内，比例系数按照图中的函数关系随偏差的变化而增加，比例系数与偏差变化的函数关系式为：
其中Kp为关键物理变量变参数设计中的比例系数，e为控制系统实时偏差，a为随偏差比例系数的变化幅度，图13中a＝1(Kp由2变为3，幅度为1)，b为比例系数随偏差变化的区间，图13中b＝1，即Kp在区间[-b,b]开始变化
同理，积分和微分系数也可采用类似三角渐进函数关系，提升调节性能。
4、倒三角关系
如图14所示，(图14中横轴为偏差，纵轴为比例系数)，当偏差的绝对值大于1时，比例系数为2，当偏差在[-1,1]区间内，比例系数按照图中的函数关系随偏差的变化而减小，比例系数与偏差变化的函数关系式为：
其中Kp为关键物理变量变参数设计中的比例系数，e为控制系统实时偏差，a为随偏差比例系数的变化幅度，图14中a＝1(Kp由2变为1，幅度为1)，b为比例系数随偏差变化的区间，图14中b＝1，即Kp在区间[-b,b]开始变化
同理，积分和微分系数也可采用类似三角渐进函数关系，提升调节性能。
5、半圆/椭圆形关系
如图15所示(图15中横轴为偏差，纵轴为比例系数)，当偏差的绝对值大于1时，比例系数为2，当偏差在[-1,1]区间内，比例系数按照图中的函数关系随偏差的变化而增加，比例系数与偏差变化的函数关系式为：
其中Kp为关键物理变量变参数设计中的比例系数，e为控制系统实时偏差，a为随偏差比例系数的变化幅度，图15中a＝1(Kp由2变为3，幅度为1)，b为比例系数随偏差变化的区间，图15中b＝1，即Kp在区间[-b,b]开始变化。
同理，积分和微分系数也可采用类似倒三角渐进函数关系，提升调节性能。
6、倒半圆/椭圆形关系
如图16所示(图16中横轴为偏差，纵轴为比例系数)，当偏差的绝对值大于1时，比例系数为2，当偏差在[-1,1]区间内，比例系数按照图中的函数关系随偏差的变化而减小，比例系数与偏差变化的函数关系式为：
同理，积分和微分系数也可采用类似倒三角渐进函数关系，提升调节性能。
需要说明的是，渐近函数是根据控制系统特性确定的，不只局限于上述提到的这几种函数关系，可以根据实际控制系统特性确定偏差与PID系数的变化关系，提升调节性能。一般来说比例系数一般采用渐近函数是公式(2-1)、公式(4-1)和公式(6-1)；积分系数一般采用渐近函数是公式(1-2)，公式(3-2)和公式(5-2)；微分系数一般采用渐近函数是公式(1-3)，公式(3-3)和公式(5-3)。最常用的渐近函数是钟形关系和倒钟形关系，即公式(2-1)、公式(1-2)-1和公式(1-3)，在正常应用时根据控制效果可以选择比例积分微分同时应用渐近函数或者某个参数运用渐近函数，例如：只有比例应用渐近函数，积分微分采用常规变参PID或常规PID；只有积分或微分应用渐近函数，比例微分或比例积分采用常规变参PID或常规PID。这些方案均在本发明的保护范围之内。
如图17所示，图17是比例采用公式(2-1)，积分采用公式(1-2)的渐近函数仿真，效果如图17所示，添加了渐近函数的PID更快趋近设定值。
综上所述，基于本实施例进行控制系统的设计能够有效地扩展控制系统的应用范围，使控制系统适用于多种复杂工况。同时通过增加渐近函数可以提升控制系统的提升精度，提高控制品质。
请参阅图18，本发明第二实施例还提供了一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定装置，包括：
物理变量获取单元210，用于根据控制系统出现的问题，获取影响控制系统的物理变量；
物理变量选取单元220，用于根据控制系统运行过程中涉及的所有工况，结合工艺流程的启停和运行过程的分析，从所述物理变量中选取出关键物理变量；
整定单元230，用于基于控制变量法，根据所述关键物理变量进行变参数PID整定，以获得各个关键物理变量与PID参数之间的函数关系，以根据所述函数关系以及所述关键物理变量进行变参数的PID控制。
本发明第三实施例还提供了一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如上述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法。
示例性地，本发明实施例的各个过程可通过处理器执行可执行代码来实现，所述的可执行代码可以被分割成一个或多个模块，所述一个或者多个模块被存储在所述存储器中，并由所述处理器执行，以完成本发明。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
所述存储器可用于存储所述计算机程序和/或模块，所述处理器通过运行或执行存储在所述存储器内的计算机程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，实现平台的各种功能。所述存储器可主要包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统；存储数据区可存储根据使用所创建的数据(比如音频数据、文字消息数据等)等。此外，存储器可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如硬盘、内存、插接式硬盘、智能存储卡(Smart Media Card,SMC)、安全数字(Secure Digital,SD)卡、闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
其中，所述实现的模块如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一个计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccess Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
需说明的是，以上所描述的实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。另外，本发明提供的装置实施例附图中，模块之间的连接关系表示它们之间具有通信连接，具体可以实现为一条或多条通信总线或信号线。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，其特征在于，包括：
根据控制系统出现的问题，获取影响控制系统的物理变量；
根据控制系统运行过程中涉及的所有工况，结合工艺流程的启停和运行过程的分析，从所述物理变量中选取出关键物理变量；
基于控制变量法，根据所述关键物理变量进行变参数PID整定，以获得各个关键物理变量与PID参数之间的函数关系，以根据所述函数关系以及所述关键物理变量进行变参数的PID控制。
2.根据权利要求1所述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，其特征在于，所述根据控制系统出现的问题，获取影响控制系统的物理变量具体为：
根据控制工艺流程简图以及故障发生时的趋势图，获取影响控制系统当前故障的物理变量。
3.根据权利要求1所述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，其特征在于，根据控制系统运行过程中涉及的所有工况，结合工艺流程的启停和运行过程，从所述物理变量中选取出关键物理变量，具体包括：
通过分析物理变量在各个工况下的变化情况，从所述物理变量中选取出关键物理变量。
4.根据权利要求1所述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，其特征在于，基于控制变量法，根据所述关键物理变量进行变参数PID整定，以获得各个关键物理变量与PID参数之间的函数关系，具体包括：
根据关键物理变量按照一特定规律随控制系统工况的变化而变化的规律进行变参数设计；
根据控制变量法获取在不同工况下关键物理变量与PID参数之间的对应关系，获得各个关键物理变量与PID参数之间的GD函数；
根据所述GD函数以及实时的关键物理变量，控制所述PID参数的变化，实现变参数的PID控制。
5.根据权利要求4所述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，其特征在于，还包括：
通过扰动试验对所述GD函数关系进行验证；其中：
所述扰动试验包括在关键物理参数不变下的扰动试验以及在关键物理参数变化下的扰动试验。
6.根据权利要求4所述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，其特征在于，所述PID参数包括比例P，积分I以及微分D；每个关键物理变量均与比例P，积分I以及微分D具有一个对应的GD函数。
7.根据权利要求4所述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，其特征在于，还包括：
当偏差减小到一定区间时，采用随偏差变化的趋近函数对GD函数的输出进行修改，以提升控制系统的响应性能。
8.根据权利要求7所述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法，其特征在于，所述PID参数与偏差的关系为倒钟型关系、钟形关系、三角关系、倒三角关系、半圆/椭圆形关系、倒半圆/椭圆形关系。
9.一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定装置，其特征在于，包括：
物理变量获取单元，用于根据控制系统出现的问题，获取影响控制系统的物理变量；
物理变量选取单元，用于根据控制系统运行过程中涉及的所有工况，结合工艺流程的启停和运行过程的分析，从所述物理变量中选取出关键物理变量；
整定单元，用于基于控制变量法，根据所述关键物理变量进行变参数PID整定，以获得各个关键物理变量与PID参数之间的函数关系，以根据所述函数关系以及所述关键物理变量进行变参数的PID控制。
10.一种核电站闭环控制系统变参数设计与整定设备，其特征在于，包括存储器以及处理器，所述存储器内存储有计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行，以实现如权利要求1至7任意一项所述的核电站闭环控制系统变参数设计与整定方法。
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