长脉冲射频离子源数据智能分析系统设计
发布时间：2021-06-13 16:36
离子源作为中性束系统的龙头,为中性束注入系统提供一定参数的离子束。为解决射频离子源放电模式下,实验人员需对千秒量级实验数据经过一系列复杂处理得出有效值问题。本文针对长脉冲射频离子源研制过程中产生的实验数据特性,设计并实现了基于自定义匹配算法的数据智能分析系统。为满足系统及实验需求,本课题不仅对实验所得的实验数据进行特性统计及波形运算,而且针对长脉冲射频离子源数据智能分析系统所需满足的条件进行了具体研究。该系统涉及的主要内容如下所述:（1）为实现与现有采集系统及数据服务器间的可靠数据通信,设计并实现了监听与通信模块。该模块实现了实验数据的高效交互、实验原始数据的准确获取（通过对应的LZO（Lempel-Ziv-Oberhumer）解压方式实现）、与数据服务器间实验数据的可靠传输、维护炮号（避免漏炮、重复炮数据传输事件的发生）等功能。同时,为后续数据的分析和处理提供准确数据源。（2）依据系统需求,为实现系统主要功能,设计并实现了数据智能分析模块。该模块前后分别设计并实现了方差窗数据处理算法、频域分析法并最终结合 DBSCAN（Density-Based Spatial Clustering...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１?ＥＡＳＴ装置图??１??
达到４ＭＷｍ。且两套系统分别部署在装置的Ａ和Ｆ窗口，并分别于２０１４至２０１５??年使用运行。??图２为ＥＡＳＴ－ＮＢＩ的系统结构图。ＥＡＳＴ－ＮＢＩ由多个子系统构成，其中辅??助系统是中性束注入实验的基础保障。每条束线安装两台离子源，而每台离子??源又通过独立通道进行束的传输，以便每条束线可以进行独立的调试和运行。???电网?????液氣＇?液氣传??ＥＡＳＴ低通系统??输管道?—??Ｌｊ僱转磁体??［＾＝＝＝＾１?电麻???——朿引出系￣￣???？孑＝—１钱电撕?「－?－?—?｜??——?＼１?＂１丨?＇?＿＿＿＿＿＿—主真空室??－?ｇ弧流电傾????ｍ?＾?一僱转磁体??，?Ｉ?—离子呑食器??＾工作气体供气子系纹一＾?Ｔ?Ｔ?？￣￣￣＇—朿线支樟??ｉＵｎ?１?＿＿??二咖ｈ．．?．１＿真空系统Ｉ?ｐ?ｉ＇?????系统?＿?环系统??ＥＡＳＴ总控??图２?ＥＡＳＴ－ＮＢＩ系统结构示意图??２??
ＮＢＩＣＳ主要实现实验过程的控制，按时序发送触发信号及运行参数至各子??系统，并设置相应故障报警及连锁保护机制等功能。ＮＢＩＣＳ由总控、分控及若??干子系统组成，系统结构如图３所示。其中通过总控及分控实现主要控制。正??常状态下对整个系统实施全程监控。当存在子系统状态出错时，分等级评判决??策系统的暂定与持续，并做出对应保护措施，显示报警。分控与各现场控制子??网通信时，将各处数据上传至数据服务器进行存储，并反馈子系统状态信息至??总控，与此同时接受总控发送的控制信号。分控根据总控发布的控制信号对各??子系统设备进行监视测控。值得强调的是，分控并不完全依赖于总控，本地分??控均可独立运行，实现测试、运行及自我保护［１３］。??真空监控１１低温监控｜?［ｎｂｉｈｉｉ?｜数据显示｜?｜其他监控??终—端?丨终－端Ｉ行主＿?控台丨终＿端Ｉ终－端??▲?Ｘ?Ｘ?ｆ?Ｘ??远程监控层Ｈ?Ｖ?Ｖ?Ｕ?Ｖ千兆以太网????ｊ?視頻监视层?Ｉ??「；］?！〇?；??丨控罐丨?＋???［?土?！??１?１｜——｜?主控制器?主数据Ｐ器?服务器＾顿眼务器Ｉ??！ｆ?；；??Ｉ服务器总控层?影子控制服务Ｓ?千兆无奸＃子Ｉ?Ｉ??Ｌ」?！??Ｌｍ＆?ｔ?ｔ?ｔ?Ｔ?Ｉ?Ｉ?１?１?丨画交换机Ｉ??▼?▼?Ｔ?１?士?▼?▼?▼?｜??定时｜?｜ＰＬＯ］ｃ冷丨?电源?｜?＜温｜真空｜功率测?丨束舍断丨｜数据采???系统Ｉ?Ｉ?系统?Ｉ系坑Ｉ?Ｉ系统Ｉ丨Ｓ统丨Ｉ晋系钱．丨系统?Ｉ集系统??图３?ＮＢＩＣＳ拓扑图??主控制服务器（Ｍａｉｎ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｅｒｖｅｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种检测竞争并自调节的动态读写锁[J]. 张恒,陈海波. 小型微型计算机系统. 2016(09)
[2]VLC信号的时频域分析算法及实现研究[J]. 王宇,冯进良,段靖远. 中国新通信. 2016(01)
[3]动态总方差设计及其快速算法[J]. 汪立新,李灿,姜周,朱战辉,田颖. 北京航空航天大学学报. 2016(07)
[4]一种改进的自适应快速AF-DBSCAN聚类算法[J]. 周治平,王杰锋,朱书伟,孙子文. 智能系统学报. 2016(01)
[5]Development of a Data Acquisition Control System for the First NBI on EAST[J]. 张小丹,胡纯栋,盛鹏,刘智民,赵远哲. Plasma Science and Technology. 2013(12)
[6]一种改进的DBSCAN算法及其应用[J]. 李双庆,慕升弟. 计算机工程与应用. 2014(08)
[7]临界区读写锁的实现[J]. 孙建杰,陈佳品. 计算机与现代化. 2011(09)
[8]EAST中性束注入角度的NUBEAM模拟研究[J]. 王进芳,吴斌,胡纯栋. 核聚变与等离子体物理. 2011(02)
[9]中性束注入装置数据发布系统的设计与实现[J]. 肖龙江,罗家融,盛鹏,刘智民. 微计算机信息. 2011(05)
[10]基于LabVIEW和TCP的数据采集系统的开发及应用[J]. 张东,施奇峰,王云波. 冶金自动化. 2011(02)
博士论文
[1]NBI实验数据发布与远程监控系统设计[D]. 张睿.中国科学技术大学 2017
[2]中性束注入加热及产生的快离子自举电流研究[D]. 黄千红.南华大学 2015
硕士论文
[1]EAST-NBI数据采集系统优化设计[D]. 杨振汉.中国科学技术大学 2017
[2]EAST快控电源灰色预测控制预研[D]. 汪凤凤.合肥工业大学 2015
[3]金属钨中级联碰撞的分子动力学模拟研究[D]. 杨晓丹.湖南大学 2014
[4]多核系统上可伸缩的读写同步[D]. 刘然.复旦大学 2014
[5]中性束加热等离子体数值模拟研究[D]. 侯伟.南华大学 2013
[6]中国与东南亚能源外交研究[D]. 孟琦.黑龙江大学 2012
[7]NBI数据发布系统的研究[D]. 肖龙江.东华大学 2011
[8]10cm射频离子源工程设计与初步实验[D]. 张贤明.华中科技大学 2008
本文编号：3227903
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：61 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１?ＥＡＳＴ装置图??１??
达到４ＭＷｍ。且两套系统分别部署在装置的Ａ和Ｆ窗口，并分别于２０１４至２０１５??年使用运行。??图２为ＥＡＳＴ－ＮＢＩ的系统结构图。ＥＡＳＴ－ＮＢＩ由多个子系统构成，其中辅??助系统是中性束注入实验的基础保障。每条束线安装两台离子源，而每台离子??源又通过独立通道进行束的传输，以便每条束线可以进行独立的调试和运行。???电网?????液氣＇?液氣传??ＥＡＳＴ低通系统??输管道?—??Ｌｊ僱转磁体??［＾＝＝＝＾１?电麻???——朿引出系￣￣???？孑＝—１钱电撕?「－?－?—?｜??——?＼１?＂１丨?＇?＿＿＿＿＿＿—主真空室??－?ｇ弧流电傾????ｍ?＾?一僱转磁体??，?Ｉ?—离子呑食器??＾工作气体供气子系纹一＾?Ｔ?Ｔ?？￣￣￣＇—朿线支樟??ｉＵｎ?１?＿＿??二咖ｈ．．?．１＿真空系统Ｉ?ｐ?ｉ＇?????系统?＿?环系统??ＥＡＳＴ总控??图２?ＥＡＳＴ－ＮＢＩ系统结构示意图??２??
ＮＢＩＣＳ主要实现实验过程的控制，按时序发送触发信号及运行参数至各子??系统，并设置相应故障报警及连锁保护机制等功能。ＮＢＩＣＳ由总控、分控及若??干子系统组成，系统结构如图３所示。其中通过总控及分控实现主要控制。正??常状态下对整个系统实施全程监控。当存在子系统状态出错时，分等级评判决??策系统的暂定与持续，并做出对应保护措施，显示报警。分控与各现场控制子??网通信时，将各处数据上传至数据服务器进行存储，并反馈子系统状态信息至??总控，与此同时接受总控发送的控制信号。分控根据总控发布的控制信号对各??子系统设备进行监视测控。值得强调的是，分控并不完全依赖于总控，本地分??控均可独立运行，实现测试、运行及自我保护［１３］。??真空监控１１低温监控｜?［ｎｂｉｈｉｉ?｜数据显示｜?｜其他监控??终—端?丨终－端Ｉ行主＿?控台丨终＿端Ｉ终－端??▲?Ｘ?Ｘ?ｆ?Ｘ??远程监控层Ｈ?Ｖ?Ｖ?Ｕ?Ｖ千兆以太网????ｊ?視頻监视层?Ｉ??「；］?！〇?；??丨控罐丨?＋???［?土?！??１?１｜——｜?主控制器?主数据Ｐ器?服务器＾顿眼务器Ｉ??！ｆ?；；??Ｉ服务器总控层?影子控制服务Ｓ?千兆无奸＃子Ｉ?Ｉ??Ｌ」?！??Ｌｍ＆?ｔ?ｔ?ｔ?Ｔ?Ｉ?Ｉ?１?１?丨画交换机Ｉ??▼?▼?Ｔ?１?士?▼?▼?▼?｜??定时｜?｜ＰＬＯ］ｃ冷丨?电源?｜?＜温｜真空｜功率测?丨束舍断丨｜数据采???系统Ｉ?Ｉ?系统?Ｉ系坑Ｉ?Ｉ系统Ｉ丨Ｓ统丨Ｉ晋系钱．丨系统?Ｉ集系统??图３?ＮＢＩＣＳ拓扑图??主控制服务器（Ｍａｉｎ?Ｃｏｎｔｒｏｌ?Ｓｅｒｖｅｒ
【参考文献】：
期刊论文
[1]一种检测竞争并自调节的动态读写锁[J]. 张恒,陈海波. 小型微型计算机系统. 2016(09)
[2]VLC信号的时频域分析算法及实现研究[J]. 王宇,冯进良,段靖远. 中国新通信. 2016(01)
[3]动态总方差设计及其快速算法[J]. 汪立新,李灿,姜周,朱战辉,田颖. 北京航空航天大学学报. 2016(07)
[4]一种改进的自适应快速AF-DBSCAN聚类算法[J]. 周治平,王杰锋,朱书伟,孙子文. 智能系统学报. 2016(01)
[5]Development of a Data Acquisition Control System for the First NBI on EAST[J]. 张小丹,胡纯栋,盛鹏,刘智民,赵远哲. Plasma Science and Technology. 2013(12)
[6]一种改进的DBSCAN算法及其应用[J]. 李双庆,慕升弟. 计算机工程与应用. 2014(08)
[7]临界区读写锁的实现[J]. 孙建杰,陈佳品. 计算机与现代化. 2011(09)
[8]EAST中性束注入角度的NUBEAM模拟研究[J]. 王进芳,吴斌,胡纯栋. 核聚变与等离子体物理. 2011(02)
[9]中性束注入装置数据发布系统的设计与实现[J]. 肖龙江,罗家融,盛鹏,刘智民. 微计算机信息. 2011(05)
[10]基于LabVIEW和TCP的数据采集系统的开发及应用[J]. 张东,施奇峰,王云波. 冶金自动化. 2011(02)
博士论文
[1]NBI实验数据发布与远程监控系统设计[D]. 张睿.中国科学技术大学 2017
[2]中性束注入加热及产生的快离子自举电流研究[D]. 黄千红.南华大学 2015
硕士论文
[1]EAST-NBI数据采集系统优化设计[D]. 杨振汉.中国科学技术大学 2017
[2]EAST快控电源灰色预测控制预研[D]. 汪凤凤.合肥工业大学 2015
[3]金属钨中级联碰撞的分子动力学模拟研究[D]. 杨晓丹.湖南大学 2014
[4]多核系统上可伸缩的读写同步[D]. 刘然.复旦大学 2014
[5]中性束加热等离子体数值模拟研究[D]. 侯伟.南华大学 2013
[6]中国与东南亚能源外交研究[D]. 孟琦.黑龙江大学 2012
[7]NBI数据发布系统的研究[D]. 肖龙江.东华大学 2011
[8]10cm射频离子源工程设计与初步实验[D]. 张贤明.华中科技大学 2008
本文编号：3227903
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