ITER极向场整流器数据库系统设计与开发

发布时间：2020-10-25 19:29

　　 国际热核实验堆(ITER)是世界上最大的超导托卡马克,极向场变流器系统为其重要的子系统之一。极向场变流器系统为等离子体形成,欧姆加热以及位形控制提供了重要的控制手段。极向场变流器系统在运行同时会产生海量的实验数据。实验数据对改进极向场变流器系统及系统故障分析尤为重要。因此设计开发出一套数据存储与管理系统对于整个极向场来说具有重要意义。ITER采用CODAC(Control,Data Access and Communication)系统作为其中央控制系统。该系统为ITER装置及其各个子系统提供了丰富的控制系统设计与开发工具。本文通过分析CODAC系统框架,使用其提供的数据归档服务,并基于HDF5设计并开发出一套数据库系统,实现极向场变流器实验数据的有效存储,并提供相应数据的查看方式。极向场变流器产生的实验数据主要包括模拟信号,开关信号,音频信号,视频信号四大类。该数据库管理系统通过使用CODAC提供的数据归档接口函数分别实现四种实验数据的接收,转发,并采用HDF5文件来存储不同的实验数据。数据库使用python中的natplotlib模块实现模拟信号、开关信号以及音频信号的波形绘制,可对波形进行放大缩小等相应的处理。同时实现了音频视频信号的播放。本文所实现的数据管理系统可以有效的存储和管理实验数据,为ITER极向场变流器的可靠稳定的运行以及故障分析提供了保障。此外,本文首次将HDF5文件应用于聚变领域,验证了该文件系统的可行性,对于其他聚变装置的数据存储具有一定的借鉴意义。
【学位单位】：中国科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2016
【中图分类】：TL631.24;TP311.52
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题背景
        1.1.1 能源危机与核能
        1.1.2 托卡马克装置的发展
        1.1.3 托卡马克装置主要部件
        1.1.4 国内外主要脉冲实验数据管理系统及ITER数据解决方案
    1.2 课题的主要内容
    1.3 课题的研究意义
    1.4 论文组织结构
    1.5 本章小结
第2章 ITER极向场变流器及其控制系统
    2.1 ITER极向场变流器
        2.1.1 ITER极向场变流器整体结构
        2.1.2 ITER极向场变流器单元
    2.2 ITER极向场变流器控制系统的整体结构
        2.2.1 ITER控制系统设计规范
        2.2.2 ITER极向场变流器控制系统及其信号处理
    2.3 本章小结
第3章 ITER极向场数据库系统的设计
    3.1 ITER极向场变流器数据归档系统的整体结构设计
        3.1.1 ITER数据归档系统的整体结构
        3.1.2 ITER极向场变流器数据归档系统的整体结构
    3.2 软件的选择
        3.2.1 操作系统的选择与安装
        3.2.2 数据库的选择
    3.3 数据库设计
        3.3.1 数据归档系统中的数据模型
        3.3.2 数据库的数据模型和物理模型
        3.3.3 数据库的数据类型和存储策略
        3.3.4 数据库检索
    3.4 本章小结
第4章 ITER极向场数据库系统的实现
    4.1 模拟信号的存储和查看
        4.1.1 模拟信号采集程序
        4.1.2 数据的接收和存储
        4.1.3 模拟信号的查看
    4.2 开关信号的存储和查看
        4.2.1 开关信号采集程序
        4.2.2 开关信号的存储
        4.2.3 开关信号的查看
    4.3 声音信号的存储和查看
        4.3.1 模拟音频数据的采集
        4.3.2 音频信号的存储和查看
    4.4 视频信号的存储和查看
        4.4.1 图像数字化
        4.4.2 视频信息的存储和查看
    4.5 本章小结
第5章 全文总结
    5.1 论文总结
    5.2 展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

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本文编号：2855863