基于Linux的等离子体控制系统实时框架优化重构
发布时间：2021-01-24 12:08
托卡马克是目前最有希望实现受控核聚变的实验装置之一,托卡马克装置的等离子体控制系统是进行深入物理实验的基础,主要对等离子体的各项参数进行实时控制,涉及到多种控制算法和多个子系统之间的协调运作,不同的子系统之间具有很多相同之处,为了提升控制系统的开发效率,增强软件的可维护性和可扩展性,JTEXT计算机团队开发了J-TEXT实时软件框架（JRTF）,并且基于JRTF框架开发了第三代等离子体控制系统,开发人员只需重点关注核心控制算法的实现,大部分基础功能的实现由框架内部核心模块完成。原有的JRTF框架提升了等离子体控制系统的开发效率,但作为一个不够成熟的框架,本身还有较多不足的地方,该框架主要的缺点有:功能不够完善、模块化程度不够高、接口不够抽象、用户操作接口不太友好、代码不够规范、软件可维性和可移植性不够高、开发方式繁琐、框架结构混乱、部分模块功能存在漏洞等,为了使该框架可作为一个开源项目在国内外进行推广,需要对框架进行重构和优化。本文主要针对原有JRTF框架存在的缺点和不足,进行了一系列的重构优化工作,主要的创新工作有:采用中介者设计模式重构框架、重新设计基本执行单元、开发全新的数据共享...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
托卡马克装置结构图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文体的各个运行参数，并且保持与中控系统的通讯；其它实时控制计算机主要负责采集诊断信号，并对采集到的诊断信号进行初步计算，再通过数据传输网络传输至相应的执行机构。这种主-从模式的等离子体控制系统避免了各子系统之间过度耦合，有利于系统的升级和维护。DIII-D 的控制系统是世界上起步最早的等离子体控制系统之一，拥有非常成熟的技术积淀，因此，DIII-D 的控制系统受到很多装置的青睐[16]。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文Ethernet与远程计算机以及数据库服务器相连[20,21]。同时，EAST在pcsrt3、极向场电源系统、快控电源系统、实时显示系统中安装了反射内存卡（RFM），各个系统的RFM与RFM交换机一起构建成RFM网络，实现各系统之间的数据传输。
【参考文献】：
期刊论文
[1]EAST PCS异常事件处理算法[J]. 周振程,肖炳甲,袁旗平. 计算机系统应用. 2017(10)
[2]Fast parallel Grad–Shafranov solver for real-time equilibrium reconstruction in EAST tokamak using graphic processing unit[J]. 黄耀,肖炳甲,罗正平. Chinese Physics B. 2017(08)
[3]世界核能概述[J]. 郭久亦,于冰. 世界环境. 2017(02)
[4]实时并行平衡反演程序在EAST PCS中的集成[J]. 裴筱芳,袁旗平,黄耀,罗正平,肖炳甲. 核聚变与等离子体物理. 2017(01)
[5]EAST PCS日志管理系统的设计与实现[J]. 肖蓉,肖炳甲,袁旗平,张睿瑞,杨飞,罗文利. 测控技术. 2016(04)
[6]基于QNX操作系统的中央控制单元软件结构设计[J]. 田学文. 铁路计算机应用. 2016(01)
[7]反射内存网络在实时测控系统中的应用[J]. 冯炳灿,孔德仁,商飞. 计算机测量与控制. 2011(01)
[8]Performance Enhancements in the EAST Digital Plasma Control System[J]. 袁旗平,肖炳甲,B.PENAFLOR,刘连忠. Plasma Science and Technology. 2009(06)
[9]中介者模式的面向方面实现[J]. 罗达,张远舟,周晓聪. 计算机应用与软件. 2008(11)
[10]低通滤波PID控制算法在PCS中的应用[J]. 张卡,肖炳甲,王华忠,舒双宝. 计算机工程. 2007(22)
博士论文
[1]托卡马克装置控制系统设计与技术研究[D]. 郑玮.华中科技大学 2014
[2]托卡马克脉冲磁体电源系统设计与运行特性研究[D]. 何泱.华中科技大学 2014
[3]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]. 邱胜顺.华中科技大学 2011
[4]J-TEXT托卡马克装置脉冲电源系统的实现及运行分析[D]. 张明.华中科技大学 2008
本文编号：2997219
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
托卡马克装置结构图
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文体的各个运行参数，并且保持与中控系统的通讯；其它实时控制计算机主要负责采集诊断信号，并对采集到的诊断信号进行初步计算，再通过数据传输网络传输至相应的执行机构。这种主-从模式的等离子体控制系统避免了各子系统之间过度耦合，有利于系统的升级和维护。DIII-D 的控制系统是世界上起步最早的等离子体控制系统之一，拥有非常成熟的技术积淀，因此，DIII-D 的控制系统受到很多装置的青睐[16]。
华 中 科 技 大 学 硕 士 学 位 论 文Ethernet与远程计算机以及数据库服务器相连[20,21]。同时，EAST在pcsrt3、极向场电源系统、快控电源系统、实时显示系统中安装了反射内存卡（RFM），各个系统的RFM与RFM交换机一起构建成RFM网络，实现各系统之间的数据传输。
【参考文献】：
期刊论文
[1]EAST PCS异常事件处理算法[J]. 周振程,肖炳甲,袁旗平. 计算机系统应用. 2017(10)
[2]Fast parallel Grad–Shafranov solver for real-time equilibrium reconstruction in EAST tokamak using graphic processing unit[J]. 黄耀,肖炳甲,罗正平. Chinese Physics B. 2017(08)
[3]世界核能概述[J]. 郭久亦,于冰. 世界环境. 2017(02)
[4]实时并行平衡反演程序在EAST PCS中的集成[J]. 裴筱芳,袁旗平,黄耀,罗正平,肖炳甲. 核聚变与等离子体物理. 2017(01)
[5]EAST PCS日志管理系统的设计与实现[J]. 肖蓉,肖炳甲,袁旗平,张睿瑞,杨飞,罗文利. 测控技术. 2016(04)
[6]基于QNX操作系统的中央控制单元软件结构设计[J]. 田学文. 铁路计算机应用. 2016(01)
[7]反射内存网络在实时测控系统中的应用[J]. 冯炳灿,孔德仁,商飞. 计算机测量与控制. 2011(01)
[8]Performance Enhancements in the EAST Digital Plasma Control System[J]. 袁旗平,肖炳甲,B.PENAFLOR,刘连忠. Plasma Science and Technology. 2009(06)
[9]中介者模式的面向方面实现[J]. 罗达,张远舟,周晓聪. 计算机应用与软件. 2008(11)
[10]低通滤波PID控制算法在PCS中的应用[J]. 张卡,肖炳甲,王华忠,舒双宝. 计算机工程. 2007(22)
博士论文
[1]托卡马克装置控制系统设计与技术研究[D]. 郑玮.华中科技大学 2014
[2]托卡马克脉冲磁体电源系统设计与运行特性研究[D]. 何泱.华中科技大学 2014
[3]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]. 邱胜顺.华中科技大学 2011
[4]J-TEXT托卡马克装置脉冲电源系统的实现及运行分析[D]. 张明.华中科技大学 2008
本文编号：2997219
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