基于超导托卡马克装置的等离子体密度智能测控系统的研制
发布时间：2021-09-28 20:39
开发洁净、安全的新能源是全人类的共同期望,核聚变是未来新能源发展的一个主要方向,托卡马克是目前世界上进行核聚变实验的主要装置。本论文依托国内ITER配套计划项目,为在建的J-TEXT装置搭建先进的等离子体电子密度智能控制系统。托卡马克放电实验中,要求控制等离子体电子密度能够迅速达到较高值并保持稳定。本文以EAST装置的开发经验为指导,优化系统的软硬件配置,设计了基于上下位机双操作系统的J-TEXT装置等离子体密度控制系统。该结构充分发挥了Linux系统的实时性、稳定性、出色的网络性能和Windows系统的人机交互性。论文对系统的各模块做以介绍,并详述了上下位机的设计。在系统的通信问题上,基于Socket技术设计了客户端和服务器的通信程序,实现了上下位机的实时通信和数据传输,保障了系统稳定协调运行。数据采集的实时性决定了托卡马克装置密度控制系统的整体性能。为此,本论文基于PCI DAQ2010数据采集卡的双缓冲模式采集方式设计开发了等离子体密度高速数据采集通道。测试结果显示,采用无损实时的LZO压缩算法对数据进行压缩,提高了数据传输的效率,进一步满足了实验的需要。目前,等离子密度控制上采...
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景与意义
1.2 相关领域研究现状
1.2.1 核聚变研究现状
1.2.2 数据采集研究现状
1.2.3 等离子体密度智能控制策略的研究现状
1.3 论文的主要研究内容
1.4 论文提纲
第二章 J-TEXT托卡马克装置等离子体密度反馈控制系统
2.1 引言
2.2 等离子体电子密度影响因素
2.3 J-TEXT密度控制系统整体框架
2.4 各子系统的构成
2.4.1 密度测量子系统
2.4.2 反馈控制子系统
2.4.3 脉冲充气子系统
2.5 上位机设计
2.6 下位机设计
2.7 小结
第三章 实时数据通信系统的设计
3.1 引言
3.2 系统需求
3.3 Socket通信模型
3.4 程序设计与实现
3.4.1 基于Delphi的上位机socket通信技术
3.4.2 基于Linux的下位机端socket通信技术
3.4.3 部分socket通信程序代码
3.5 小结
第四章 高速数据采集系统的设计
4.1 引言
4.2 系统整体方案
4.3 系统硬件结构的设计
4.4 系统软件结构设计
4.4.1 DAQ2010数据采集
4.4.2 数据压缩
4.4.3 数据传输与存储
4.4.4 服务器端软件设计
4.5 系统分析
4.6 小结
第五章 系统控制算法的优化
5.1 引言
5.2 托卡马克装置等离子体密度对象的建模与分析
5.2.1 等离子体密度控制机理
5.2.2 机理建模
5.3 常规PID控制
5.4 神经内分泌PID控制算法
5.4.1 内分泌智能控制器
5.4.2 等离子体密度智能控制系统
5.4.3 控制算法选择
5.5 仿真结果分析
5.6 小结
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录：攻读硕士期间参加的项目及成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PCI的托卡马克高速数据采集系统研究[J]. 舒双宝,罗家融,薛二兵. 电子测量与仪器学报. 2012(02)
[2]基于Linux socket的煤矿无线监控系统设计与实现[J]. 李丽丽,施伟. 计算机测量与控制. 2011(12)
[3]SOCKET的网络编程与探讨[J]. 钱娟,殷正国. 煤炭技术. 2011(11)
[4]TCP Socket通信与Web服务结合实现高效可靠的数据分发[J]. 马辉,黄秋波,苏厚勤. 计算机应用与软件. 2011(09)
[5]基于PID算法的控制量按任意函数变化的一种控制方法[J]. 杜井庆,高世桥,罗创,姚峰林,刘海鹏. 仪器仪表学报. 2011(06)
[6]基于Socket的VC++与Flash通信[J]. 李霞,陈松,张国琰. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2011(02)
[7]EAST远红外激光干涉仪与密度爬升实验研究[J]. 王二辉,高翔,揭银先,杨曜,史楠,刘子奚,明廷凤. 核聚变与等离子体物理. 2010(03)
[8]基于神经内分泌的并联机器人智能控制系统[J]. 郭崇滨,郝矿荣,丁永生. 机电工程. 2010(07)
[9]基于生物网络的智能控制与优化研究进展[J]. 丁永生. 控制工程. 2010(04)
[10]双色滤波器在远红外激光干涉仪上的应用[J]. 郑灵,周艳,邓中朝,易江,李永高,李连才. 核聚变与等离子体物理. 2010(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
硕士论文
[1]托卡马克J-TEXT装置中电子密度反馈控制系统的研究[D]. 盛静.东华大学 2012
[2]EAST三道HCN激光干涉仪的研制的研制[D]. 王二辉.中国科学技术大学 2010
[3]基于Borland Delphi开发平台的数据库应用系统开发的原理与应用研究[D]. 张乾.重庆大学 2009
本文编号：3412510
【文章来源】：东华大学上海市 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 课题背景与意义
1.2 相关领域研究现状
1.2.1 核聚变研究现状
1.2.2 数据采集研究现状
1.2.3 等离子体密度智能控制策略的研究现状
1.3 论文的主要研究内容
1.4 论文提纲
第二章 J-TEXT托卡马克装置等离子体密度反馈控制系统
2.1 引言
2.2 等离子体电子密度影响因素
2.3 J-TEXT密度控制系统整体框架
2.4 各子系统的构成
2.4.1 密度测量子系统
2.4.2 反馈控制子系统
2.4.3 脉冲充气子系统
2.5 上位机设计
2.6 下位机设计
2.7 小结
第三章 实时数据通信系统的设计
3.1 引言
3.2 系统需求
3.3 Socket通信模型
3.4 程序设计与实现
3.4.1 基于Delphi的上位机socket通信技术
3.4.2 基于Linux的下位机端socket通信技术
3.4.3 部分socket通信程序代码
3.5 小结
第四章 高速数据采集系统的设计
4.1 引言
4.2 系统整体方案
4.3 系统硬件结构的设计
4.4 系统软件结构设计
4.4.1 DAQ2010数据采集
4.4.2 数据压缩
4.4.3 数据传输与存储
4.4.4 服务器端软件设计
4.5 系统分析
4.6 小结
第五章 系统控制算法的优化
5.1 引言
5.2 托卡马克装置等离子体密度对象的建模与分析
5.2.1 等离子体密度控制机理
5.2.2 机理建模
5.3 常规PID控制
5.4 神经内分泌PID控制算法
5.4.1 内分泌智能控制器
5.4.2 等离子体密度智能控制系统
5.4.3 控制算法选择
5.5 仿真结果分析
5.6 小结
第六章 总结和展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
附录：攻读硕士期间参加的项目及成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于PCI的托卡马克高速数据采集系统研究[J]. 舒双宝,罗家融,薛二兵. 电子测量与仪器学报. 2012(02)
[2]基于Linux socket的煤矿无线监控系统设计与实现[J]. 李丽丽,施伟. 计算机测量与控制. 2011(12)
[3]SOCKET的网络编程与探讨[J]. 钱娟,殷正国. 煤炭技术. 2011(11)
[4]TCP Socket通信与Web服务结合实现高效可靠的数据分发[J]. 马辉,黄秋波,苏厚勤. 计算机应用与软件. 2011(09)
[5]基于PID算法的控制量按任意函数变化的一种控制方法[J]. 杜井庆,高世桥,罗创,姚峰林,刘海鹏. 仪器仪表学报. 2011(06)
[6]基于Socket的VC++与Flash通信[J]. 李霞,陈松,张国琰. 重庆交通大学学报(自然科学版). 2011(02)
[7]EAST远红外激光干涉仪与密度爬升实验研究[J]. 王二辉,高翔,揭银先,杨曜,史楠,刘子奚,明廷凤. 核聚变与等离子体物理. 2010(03)
[8]基于神经内分泌的并联机器人智能控制系统[J]. 郭崇滨,郝矿荣,丁永生. 机电工程. 2010(07)
[9]基于生物网络的智能控制与优化研究进展[J]. 丁永生. 控制工程. 2010(04)
[10]双色滤波器在远红外激光干涉仪上的应用[J]. 郑灵,周艳,邓中朝,易江,李永高,李连才. 核聚变与等离子体物理. 2010(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
硕士论文
[1]托卡马克J-TEXT装置中电子密度反馈控制系统的研究[D]. 盛静.东华大学 2012
[2]EAST三道HCN激光干涉仪的研制的研制[D]. 王二辉.中国科学技术大学 2010
[3]基于Borland Delphi开发平台的数据库应用系统开发的原理与应用研究[D]. 张乾.重庆大学 2009
本文编号：3412510
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3412510.html
