EAST误差场数据采集与实时计算系统

发布时间：2022-04-20 20:49

　　托卡马克作为一种环形磁约束核聚变实验装置,是通过各种导体电流以及等离子体电流的共同作用产生对等离子体的约束磁场。磁场是否平衡稳定对实验至关重要。但是在工程实践中,线圈位置的偏差、导体中的感应电流、带有铁磁性的物质、人为外加场及等离子体内部的不稳定扰动等多种因素可能导致磁场不再呈轴对称分布,形成误差场。磁场微小的环向不对称性便会对等离子体的稳定性产生严重的影响。所以对误差场数据实时获取与计算的研究具有重要的意义。为了使EAST误差场得到实时准确的校正,满足未来等离子体在更高参数下运行的需求,首先需要获得误差场的实时计算结果。本文以此为目的,设计并实现了稳定可靠的误差场数据采集与实时计算系统。利用等离子体对误差场响应的方法,通过实时计算等离子体的径向磁场扰动得到误差场的幅值和相位信息。本系统基于Linux的多进程机制,保证采集与计算多任务同时高效运行;利用凌华PXI-2022多通道同步采集卡,对经过积分器放大的现场测量信号进行采集;通过双缓冲方案、共享内存、信号量同步以及反射内存等相关技术的应用,实现了100us为周期的实时计算;最后利用MDSplus数据库实现了数据的存储和显示功能。经过... 

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景与意义
        1.1.1 误差场定义及来源
        1.1.2 误差场的影响及解决方法
        1.1.3 误差场的测量与计算方法
    1.2 研究内容和目的
        1.2.1 存在问题
        1.2.2 研究内容
        1.2.3 最终目的
    1.3 研究方法与思路
    1.4 论文组织结构
    1.5 本章小结
第2章 系统需求分析与整体硬件结构
    2.1 相关技术理论需求
        2.1.1 数据采集
        2.1.2 PXI简介
        2.1.3 多进程
        2.1.4 共享内存
        2.1.5 信号量机制
    2.2 主要相关系统介绍
        2.2.1 电磁测量系统
        2.2.2 等离子体控制系统(PCS)简介
        2.2.3 中央定时控制系统
    2.3 误差场数据的测量与计算
    2.4 系统硬件需求
        2.4.1 采集卡与控制器需求
        2.4.2 数据实时通信需求
    2.5 系统整体设计及硬件结构
    2.6 本章小结
第3章 系统软件设计与实现
    3.1 系统整体流程设计
        3.1.1 数据采集流程设计
        3.1.2 实时计算流程设计
    3.2 系统具体实现
        3.2.1 数据采集的实现
        3.2.2 数据实时共享的实现
        3.2.3 反射内存的实现
        3.2.4 误差场计算的实现
        3.2.5 数据的存储实现
    3.3 本章小结
第4章 系统运行及验证分析
    4.1 系统的运行过程
    4.2 数据采集结果分析
    4.3 系统的实时性测试
    4.4 计算结果分析
        4.4.1 模拟验证
        4.4.2 实验验证
    4.5 本章小结
第5章 总结与展望
    5.1 论文总结
    5.2 论文展望
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


【参考文献】：
期刊论文
[1]EAST装置磁体系统[J]. 杨循杰,马小栋.  洛阳理工学院学报(自然科学版). 2014(01)
[2]基于MDSplus的EAST长脉冲数据采集系统设计与实现[J]. 刘强,肖炳甲,王华忠,杨飞,李实.  微计算机信息. 2012(09)
[3]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)
[4]MDSplus数据存储应用[J]. 林冬涛,肖炳甲,袁旗平.  微计算机信息. 2010(34)
[5]托卡马克长时间数据采集系统设计与实现[J]. 潘捷,王华忠.  计算机测量与控制. 2010(10)
[6]PV操作实现进程同步互斥问题的方法[J]. 王丽.  电脑知识与技术. 2010(25)
[7]基于MDSplus的EAST工程数据获取及显示[J]. 杨飞,肖炳甲,刘连忠,朱应飞.  微计算机信息. 2010(13)
[8]EAST装置误差场分析[J]. 刘旭峰,杜世俊.  核聚变与等离子体物理. 2009(02)
[9]反射内存网在EAST极向场电源控制系统中的实现[J]. 郑锐,傅鹏,何诗英.  化工自动化及仪表. 2009(03)
[10]EAST中央控制系统[J]. 孙晓阳,罗家融,季振山,吴一纯.  核聚变与等离子体物理. 2008(04)



本文编号：3646639