J-TEXT上等离子体密度反馈控制系统的建立
发布时间：2021-03-10 18:01
等离子体电子密度是磁约束热核聚变实验中的重要参数之一。保持等离子体密度在平顶段与预期的密度一致是托卡马克装置实验对密度的要求。因此,如何实时地控制等离子体密度对于聚变研究必不可少。本论文的目的是在J-TEXT托卡马克装置上建立一套等离子体密度反馈控制系统,用来满足物理实验中对于等离子体密度的精确要求。在影响等离子体密度的因素中,通过控制充气阀来减小实际等离子体密度与参考密度的差距是目前控制密度最简单有效的方法。正如其他装置上的密度控制系统,本系统也是通过放电过程中等离子体密度信号的变化来实时调整充气阀,从而达到控制等离子体密度的效果。这个系统由密度测量、反馈控制和气体注入三个子系统组成。每个子系统的正常运行以及相互合作显示了整个系统的实时性能与稳定性。根据注气系统的特性,电压幅度控制模式已经应用在由PID控制器执行的反馈控制策略中,反馈控制算法也采用了适合装置的PID增量控制算法。本论文对托卡马克放电过程中的密度控制进行了深入的研究,根据J-TEXT装置的特点设计了等离子体密度反馈控制的模型,并以此设计了反馈控制算法。同时,充气阀的气体流率也在装置上进行了测试,为密度控制提供了数据基础...
【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】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 受控核聚变
1.2 J-TEXT托卡马克装置简介
1.3 等离子体密度反馈控制系统
1.4 本论文的主要工作
2 J-TEXT密度反馈控制系统的模型设计
2.1 密度反馈控制的物理原理
2.2 PID控制原理
2.3 设计要求
2.4 密度反馈控制模型及算法
2.5 本章小结
3 系统整体结构的搭建
3.1 注气子系统
3.2 密度测量子系统
3.3 反馈控制子系统
3.4 本章小结
4 实验数据及分析
4.1 密度稳定控制
4.2 密度阶跃变化控制
4.3 密度爬升变化控制
4.4 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]Plasma Electron Density Measuring and Processing on the J-TEXT Tokamak[J]. 舒双宝,罗家融,薛二兵,盛静. Journal of Donghua University（English Edition）. 2011(06)
[2]HT-7装置HCN信号测量与处理算法设计[J]. 舒双宝,罗家融,刘连忠,王华忠. 核聚变与等离子体物理. 2009(03)
[3]EAST等离子体电子密度测量与处理算法设计[J]. 舒双宝,罗家融,张海花,王华忠,徐从东. 核电子学与探测技术. 2009(03)
[4]基于MATLAB/Simulink环境下的PID参数整定[J]. 白金,韩俊伟. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2007(06)
[5]Wall Recycling in Long Duration Discharges on the HT-7 Tokamak[J]. 黄娟,万宝年,吴振伟,周倩. Plasma Science & Technology. 2005(04)
[6]Upgrade of plasma density feedback control system in HT-7 tokamak[J]. ZHAO Da-Zheng, LUO Jia-Rong, LI Gang, JI Zhen-Shan, WANG Feng (Institute of Plasma Physics, the Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031). Nuclear Science and Techniques. 2004(04)
[7]PV-10型真空压电阀门性能测定实验[J]. 陈联,刘智民,朱武,胡纯栋. 真空. 2003(06)
[8]HL-1装置等离子体密度控制的研究[J]. 郑永真,汪占河,徐德明,邓中朝,曹真,周培德. 核聚变与等离子体物理. 1989(02)
[9]HL-1装置送气系统实验[J]. 肖正贵,刘鸿芝,孙守祁,李国栋,曹曾,郑通文. 核聚变与等离子体物理. 1988(02)
博士论文
[1]J-TEXT等离子体电子密度诊断系统的建立[D]. 高丽.华中科技大学 2009
[2]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
硕士论文
[1]远红外DCN激光器的输出特性研究[D]. 高丽.华中科技大学 2005
本文编号：3075049
【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】：68 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 受控核聚变
1.2 J-TEXT托卡马克装置简介
1.3 等离子体密度反馈控制系统
1.4 本论文的主要工作
2 J-TEXT密度反馈控制系统的模型设计
2.1 密度反馈控制的物理原理
2.2 PID控制原理
2.3 设计要求
2.4 密度反馈控制模型及算法
2.5 本章小结
3 系统整体结构的搭建
3.1 注气子系统
3.2 密度测量子系统
3.3 反馈控制子系统
3.4 本章小结
4 实验数据及分析
4.1 密度稳定控制
4.2 密度阶跃变化控制
4.3 密度爬升变化控制
4.4 本章小结
5 总结与展望
致谢
参考文献
附录
【参考文献】：
期刊论文
[1]Plasma Electron Density Measuring and Processing on the J-TEXT Tokamak[J]. 舒双宝,罗家融,薛二兵,盛静. Journal of Donghua University（English Edition）. 2011(06)
[2]HT-7装置HCN信号测量与处理算法设计[J]. 舒双宝,罗家融,刘连忠,王华忠. 核聚变与等离子体物理. 2009(03)
[3]EAST等离子体电子密度测量与处理算法设计[J]. 舒双宝,罗家融,张海花,王华忠,徐从东. 核电子学与探测技术. 2009(03)
[4]基于MATLAB/Simulink环境下的PID参数整定[J]. 白金,韩俊伟. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版). 2007(06)
[5]Wall Recycling in Long Duration Discharges on the HT-7 Tokamak[J]. 黄娟,万宝年,吴振伟,周倩. Plasma Science & Technology. 2005(04)
[6]Upgrade of plasma density feedback control system in HT-7 tokamak[J]. ZHAO Da-Zheng, LUO Jia-Rong, LI Gang, JI Zhen-Shan, WANG Feng (Institute of Plasma Physics, the Chinese Academy of Sciences, Hefei 230031). Nuclear Science and Techniques. 2004(04)
[7]PV-10型真空压电阀门性能测定实验[J]. 陈联,刘智民,朱武,胡纯栋. 真空. 2003(06)
[8]HL-1装置等离子体密度控制的研究[J]. 郑永真,汪占河,徐德明,邓中朝,曹真,周培德. 核聚变与等离子体物理. 1989(02)
[9]HL-1装置送气系统实验[J]. 肖正贵,刘鸿芝,孙守祁,李国栋,曹曾,郑通文. 核聚变与等离子体物理. 1988(02)
博士论文
[1]J-TEXT等离子体电子密度诊断系统的建立[D]. 高丽.华中科技大学 2009
[2]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
硕士论文
[1]远红外DCN激光器的输出特性研究[D]. 高丽.华中科技大学 2005
本文编号：3075049
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3075049.html
