Pesquisadores da China e da Alemanha, Desenvolvem Modelo Avançado de Sistema de Controle Inteligente Que Melhora o Desempenho de Reatores Espaciais Sob Incertezas

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Credito: Space Daily

Ilustrativo.

No dia de ontem (03/06), o portal Space Daily noticiou que pesquisadores da Universidade do Sul da China, da Universidade Tsinghua e da Universidade Técnica de Munique desenvolveram um modelo avançado de incerteza e um sistema de controle inteligente que melhora a capacidade de resposta e a adaptabilidade de reatores nucleares espaciais em ambientes complexos. O novo sistema apresenta tempos de resposta mais rápidos, maior precisão de controle e melhor adaptação a condições variáveis.

 

De acordo com a nota do portal, o estudo aborda o desafio da incerteza do sistema, que surge tanto de aproximações teóricas quanto de ajustes de correlação experimental. Essa incerteza é agravada pelos movimentos dinâmicos dos reatores espaciais, como guinada, rotação e inclinação, que influenciam os modelos de neutrônica e termo-hidráulica. Distúrbios ambientais que afetam sensores e atuadores também geram incertezas adicionais. Quantificar essas incertezas é crucial para garantir a operação segura e confiável.

 

“Este estudo propõe um novo modelo de reatores nucleares espaciais que pode ser aplicado a ambientes complexos e incertos, e esclarece o mecanismo de acoplamento das incertezas dos parâmetros de neutrônica, termo-hidráulicos e do sistema de controle de reatores espaciais sob condições de movimento, o que pode melhorar a velocidade de resposta e a precisão de seguimento de carga do reator espacial”, disse o Dr. Run Luo, autor correspondente. “Esperamos que este avanço contribua para pesquisas futuras e práticas na indústria nuclear.”

 

Controladores PID tradicionais têm dificuldade em lidar com sistemas incertos, frequentemente não atingindo controle ideal. Para lidar com isso, a equipe aplicou métodos de otimização inteligente multiobjetivo que consideram incertezas do sistema e características variantes no tempo. Esses métodos melhoram as capacidades de controle adaptativo do reator. A complexidade do reator espacial e o forte acoplamento de parâmetros tornam difícil a determinação manual dos parâmetros ideais de controle. Para superar esse desafio, a equipe utilizou o método inteligente NSGA-II para otimização do controlador, alcançando um controle mais estável e preciso.

 

A pesquisa também analisou os mecanismos de acoplamento das incertezas dentro do reator e implementou um sistema de controle inteligente que melhora a resposta do sistema e a precisão no seguimento de carga em condições incertas. Os resultados demonstraram que os erros de controle de IATE, MSE e MPD foram todos reduzidos após a otimização. Os controladores inteligentes otimizados apresentaram menor ultrapassagem, menos oscilações e tempos de estabilização mais curtos.

 

Esses avanços prometem sistemas de controle mais adaptativos e resistentes a interferências para sistemas avançados de energia nuclear, oferecendo benefícios potenciais para futuras pesquisas em controle inteligente de reatores e para a indústria nuclear como um todo.

 

Relatório de Pesquisa: Dynamic model uncertainty analysis and control system multi-objective optimization of space nuclear reactor

 

Brazilian Space

 

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