İTÜ Triga Mark-II reaktörünün yapay sinir ağlarıyla kontrolü

Abstract

Anahtar Kelimeler: Yapay Sinir Ağlan, Reaktör Kontrolü Özet: Bu çalışmada, İTÜ TRIGA Mark-II reaktörünün kontrolü için lineer olmayan yapay sinir ağı kontrolörü önerilmiştir. Geriyansıtma ağ modelinin kullanıldığı kontrolör tasarımında, sistem çıkışmı veren parametrelerin bulunması için ayrıca lineer yapay sinir ağı kontrolörü tasarlanmıştır. Lineer kontrolörün, önceden hazırlanmış reaktör simülasyon programında `CANER programı` (Erkan 1994) gerekli düzenlemeler yapılarak çalıştırılması sonucu; 250 Kw'a kadar istenen güç düzeyi, başlangıç kararlı hal gücü 5 Kw, örnekleme aralığı 0.05 sn ve inceleme aralığı 0-200 sn. için 1000 eğitim verisi kullanılarak, lineer olmayan yapay sinir ağı kontrolörü; ST3.PAS programında eğitilmiştir. Kontrol sistemi, parametreleri bilinmeyen ikinci dereceden lineer model kullanılarak tasarlanmıştır. Gerçekte lineer olmayan reaktörün, lineer modelle yeterince iyi temsil edilebilmesi için kontrol parametreleri gerçek zamanda yenilenmektedir. Yenileme işleminde, ALC ağ modelinde en küçük kareler yöntemiyle parametre kestirimi yapılmaktadır. Zaman gecikmelerine karşı lineer olmayan reaktörü yeterince iyi temsil edecek yörüngenin seçimi güçtür. Zaman gecikmesi nedeniyle yörünge ile fiziksel sistem çıkışı arasındaki hata artabilir. Kontrol sistemi, bir adım sonra hatayı giderecek şekilde kontrol sinyali üretirse aşıma neden olur. Çalışmamızda, hatanın belirli bir değerin üzerine çıkması yörünge kaydırılarak engellenmiştir. Böylece, kontrolöre daha fazla zaman tanıyarak zaman gecikmelerinin kontrol sistemi üzerindeki istenmeyen etkisi giderilmiştir. Çalışmamızda yörünge kübik fonksiyon olarak seçilmiştir. Lineer kontrolör, reaktör gücünün verilen yörüngeyi izlemesini sağlamaktadır. Lineer olmayan kontrolörün eğitiminde yörünge kullanılmadığından kontrolörün; istenen güç düzeyine yörünge verilmeden çıkması istenmiştir. Önerilen kontrolörlerin, değişik çalışma koşullan altındaki davranışı YAVCAN kodu kullanılarak simüle edilmiştir. Simülasyon çalışmalarında; başlangıç kararlı hal değeri, çıkılan güç düzeyi, örnekleme zamanının lineer ve lineer olmayan kontrolör üzerindeki etkileri incelenmiştir. Yapılan simülasyonlarda; önerilen lineer kontrolörün, reaktör gücünü başlangıç kararlı hal değerinden istenilen güç düzeyine verilen yörüngeyi izleyerek çıkarabildiği ve kararlı hal hatasının olmadığı görülmüştür. Lineer olmayan kontrolörün, reaktör gücünü istenilen güç düzeyine çıkarabildiği takat istenilen güç düzeyinde 1 Kw'hk sahnımlar yaptığı görülmüştür. YAVCAN kodu kullanılarak yapılan simülasyonlar, yapay sinir ağı kontrolörlerinin, İTÜ TRIGA Mark-n reaktörünün kontrolünde kullanılabileceğini göstermektedir.

Keywords: Artificial Neural Networks, Reactor Control. Abstract: In this study, a control system for ITU TRIGA Mark-II Reactor is designed and tested with a reactor simulation program. Backpropagation network model is used in design of controller. Also a lineer neural net controller is used for finding parameters of system output. Second degree of lineer model which parameters are unknown is used for control system designed. The control parameters of nonlinear reactor are updated on-line. In this process; ALC network with least squares method is used for parameter estimation. A trajectory which is a cubic function is chosen for give a sensitive to system delay time. In this study, we allow the linear controller more time to deal with time delays by shifting the trajectory. Therefore, the linear controller controls the reactor power to follow the given trajectory. Simulation results on the research reactor show us that both of the nonlinear and linear neural net controllers can be controlled the ITU TRIGA Mark-II Reactor.