J-TEXT等离子体控制系统的研究与设计

发布时间：2020-08-04 19:04

【摘要】：托卡马克装置是目前最有希望实现受控核聚变从而解决能源危机的装置。该装置体积巨大,能量甚高,子系统复杂。为了更好的协调这些系统的工作,控制系统尤其是等离子体控制系统是至关重要的。等离子体控制系统主要通过接收诊断测量系统的信号控制电源与辅助加热加料系统,从而控制发生聚变反应的等离子体。等离子体控制系统的主要难点在于:需要在极短的时间内,利用众多的外部子系统动态地约束等离子体。本文主要基于J-TEXT托卡马克装置,研究并设计了等离子体控制系统。本文调研了现今以及未来主流托卡马克装置的等离子体控制系统的现状与需求,并结合目前J-TEXT托卡马克装置的发展现状,研究并设计了J-TEXT等离子体控制实时框架与基于该框架的J-TEXT第三代等离子体控制系统。由于目前诸如ITER、CFETR等超大型装置的等离子体控制系统处于概念设计阶段,部分ITER CODAC的标准已经制定。为了验证ITER CODAC相关设计,本文基于Linux和C++研究开发了符合ITER CODAC标准的全新实时框架与等离子体控制系统。其中,实时框架主要用于提供简单高效的实时性开发环境,而等离子体控制系统主要用于实现等离子体控制的算法与操作。本文最后对研究开发的实时框架与等离子体控制系统进行了全面的测试,验证了作为原型机的实时框架与等离子体控制系统的可行性。本文中设计的实时框架和等离子体控制系统于2017年春季实验正式部署于JTEXT,并通过2017年春季实验与2018年春季实验确保了良好的运行状态,为之后更加智能的等离子体控制算法搭建了优良的实验平台。
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TL631.24
【图文】：

子体控制系统一般都是由许多的子模块构成采集方法、不同的控制算法、不同执行器正在建设中的大型装置以及 J-TEXT 这种仍性能高效、稳定可靠、功能完善、配置灵活泛适应软硬件、方便维护与调试的等离子体系统国内外发展现状体控制系统用原子能公司旗下的具有 D 型截面的中型国本土磁约束受控核聚变领域唯一的一个正要的装置之一[3-5]。

了 RT-EFIT 作为实时等离子探针信号和真空室外的 41 个磁圈电流，与等离子体电流一得到相应的等离子体位形数据 采用等磁通控制，可以通过位置，使之位于同一个等磁通处于这个等磁通面时，这时.1 所示[6]。带PCI数字转换器的采集卡现场信号

J-TEXT装置图

【参考文献】

相关期刊论文 前1条

1 张卡;肖炳甲;王华忠;舒双宝;;低通滤波PID控制算法在PCS中的应用[J];计算机工程;2007年22期

相关博士学位论文 前5条

1 郑玮;托卡马克装置控制系统设计与技术研究[D];华中科技大学;2014年

2 何泱;托卡马克脉冲磁体电源系统设计与运行特性研究[D];华中科技大学;2014年

3 邱胜顺;J-TEXT托卡马克极向场控制策略及等离子体放电运行控制的研究和实现[D];华中科技大学;2011年

4 丁永华;J-TEXT托卡马克主机安装及磁测量系统的建立[D];华中科技大学;2009年

5 张明;J-TEXT托卡马克装置脉冲电源系统的实现及运行分析[D];华中科技大学;2008年

本文编号：2780964