【摘要】：托卡馬克是一個(gè)研究磁約束核聚變的復(fù)雜而又精密的裝置,聚變和等離子體研究的一個(gè)重要課題是等離子體的控制。在J-TEXT托卡馬克中,除了等離子體控制系統(tǒng),還包含了眾多的子系統(tǒng),這些系統(tǒng)都需要實(shí)時(shí)控制,但其所使用的解決方案不盡相同,另外實(shí)驗(yàn)需求經(jīng)常發(fā)生變化,這些對(duì)控制系統(tǒng)開發(fā)和維護(hù)造成了一定的困難,為J-TEXT托卡馬克提供一個(gè)用于開發(fā)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)的框架是非常有必要的。JRTF(J-TEXT Real-time framework)是為了等離子體控制和電源控制系統(tǒng)而開發(fā)的底層框架,它為控制系統(tǒng)提供了一個(gè)實(shí)時(shí)的平臺(tái),規(guī)范了控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與流程,減少了開發(fā)的步驟,具有很高的靈活性,提高了系統(tǒng)的開發(fā)以及維護(hù)效率。本文從J-TEXT托卡馬克控制系統(tǒng)的基本需求出發(fā),論述了實(shí)時(shí)控制框架JRTF的設(shè)計(jì)初衷和需要達(dá)到的目標(biāo),并描述了JRTF的設(shè)計(jì)原型與運(yùn)行模式。為了清晰的表達(dá)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與流程,JRTF定義了AB(Application Block)模塊和Pipeline組件,Application Block模塊使開發(fā)人員專注單一邏輯開發(fā),Pipeline負(fù)責(zé)管理與運(yùn)行模塊。在JRTF運(yùn)行時(shí),Application Block被編譯成動(dòng)態(tài)庫,使用特殊的接口將自身暴露出來,并根據(jù)配置文件通過動(dòng)態(tài)加載的方式被載入程序中。AB的實(shí)際運(yùn)行需要數(shù)據(jù)交換,而AB運(yùn)行方式的并行性導(dǎo)致交換數(shù)據(jù)的正確性無法得到保證,JRTF使用了寫時(shí)復(fù)制,版本控制以及內(nèi)存數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等策略來保證數(shù)據(jù)交換過程中數(shù)據(jù)的靈活性、完整性、一致性與高效性。最后給出了數(shù)據(jù)交換的性能測試以及基于JRTF的一個(gè)電源控制系統(tǒng)應(yīng)用,分析與證明了動(dòng)態(tài)加載策略和數(shù)據(jù)交換策略在其中發(fā)揮的作用,從實(shí)際運(yùn)行結(jié)果中可以看出該控制系統(tǒng)的性能符合實(shí)時(shí)控制的要求。JRTF使控制系統(tǒng)變得模塊化,處理流程更加的清晰,結(jié)構(gòu)與運(yùn)行方式更加的靈活,減少開發(fā)新系統(tǒng)的時(shí)間,提高了維護(hù)系統(tǒng)的效率,同時(shí)為控制系統(tǒng)提供了可靠的數(shù)據(jù)交換與實(shí)時(shí)的環(huán)境,能夠作為等離子體控制系統(tǒng)和電源控制系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)框架。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TL631.24

【參考文獻(xiàn)】

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1 謝弦;張明;何泱;張t

本文編號(hào)：2755741