核能由于其能源密度高、污染少的优点,一直备受瞩目。AP1000在AP600基础上为进一步改善经济性而开发的第三代先进非能动压水堆核电技术,是当今世界核电市场上最安全、最先进、最具竞争潜力的核电厂之一。蒸汽发生器是AP1000反应堆冷却系统的重要组成部分,它负责反应堆热量的排除,为汽轮机提供充足的蒸汽,因此蒸汽发生器液位控制是维持核电厂正常运行的关键。然而,AP1000蒸汽发生器液位控制系统的整定面临很多困难。一方面,蒸汽发生器液位对象动态特性复杂,不仅开环不稳定、有强非线性,而且还是非最小相位系统,有很强的反向特性;另一方面,液位控制系统结构耦合严重,各模块功能不清晰,而核电厂的特殊性又不允许对控制器结构进行修改。面对上述挑战,本文的主要研究内容和贡献概括如下:(1)在美国西屋CENTS仿真平台的基础上,进行辨识建模,得到准确的传递函数模型;对液位控制系统的结构进行剖析,提出基于等效变换和内模控制的液位控制系统整定策略。(2)在核电厂实际运行期间不允许进行辨识实验的前提下,又进一步提出了机理一辨识两步建模法。该方法只需要实际电厂正常运行期间变负荷数据或AP1000标准测试数据,即可得到较为精确的全工况数学模型。(3)根据机理模型建立了蒸汽发生器三冲量控制机理仿真平台,同时完成了控制器参数整定工作;而且,通过建立的机理模型仿真平台对蒸汽发生器的非线性及多变量的耦合进行了分析。