能源是社会和经济发展的基础,是人类生活和生产的要素。核能在人类生产和生活中的应用的主要形式是核电。由于核燃料资源丰富,运输和贮存方便,核电厂具有污染小、发电成本低等优点。压水堆核电厂系统中蒸汽发生器是连接一、二回路的枢纽。蒸汽发生器的水位控制在核电站运行中占有重要的地位,它直接关系到核电站的安全、可靠和稳定运行。本文从工程实践的角度出发,针对蒸汽发生器模型的参数时变的特性,设计了自适应广义预测控制器,实时地更新控制率的参数,并实现了参数的在线辨识。另外对于常规的控制算法只能在特定工况点设计控制器的局限性,本文又进一步建立了蒸汽发生器的模糊T-S模型,实现变工况下水位的控制。而且根据实际工业过程中蒸汽发生器存在的变量及执行机构的约束问题,将约束分别当成硬约束和软约束来区别处理,可以在保证安全性的前提下,提高控制性能。目前大多数实际的控制过程多采用PID控制,而常规PID控制器的参数难以实现在线整定,很难满足核动力装置瞬态情况下的自动控制要求,针对这一情况本文设计了基于广义预测控制(GPC)的自整定PID控制器,通过广义预测控制滚动优化与实时更新的特点,实现增益型PID控制器参数的在线整定。基于GPC的自整定PID控制器把预测控制和PID控制两者的优点结合起来,实现了对系统快速、准确、稳定地控制。