發(fā)布時間：2020-07-15 01:02

【摘要】：托卡馬克是一個研究磁約束核聚變的復雜而又精密的裝置,聚變和等離子體研究的一個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)都需要實時控制,但其所使用的解決方案不盡相同,另外實驗需求經常發(fā)生變化,這些對控制系統(tǒng)開發(fā)和維護造成了一定的困難,為J-TEXT托卡馬克提供一個用于開發(fā)實時控制系統(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)提供了一個實時的平臺,規(guī)范了控制系統(tǒng)的結構與流程,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),論述了實時控制框架JRTF的設計初衷和需要達到的目標,并描述了JRTF的設計原型與運行模式。為了清晰的表達控制系統(tǒng)的結構與流程,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負責管理與運行模塊。在JRTF運行時,Application Block被編譯成動態(tài)庫,使用特殊的接口將自身暴露出來,并根據配置文件通過動態(tài)加載的方式被載入程序中。AB的實際運行需要數據交換,而AB運行方式的并行性導致交換數據的正確性無法得到保證,JRTF使用了寫時復制,版本控制以及內存數據結構等策略來保證數據交換過程中數據的靈活性、完整性、一致性與高效性。最后給出了數據交換的性能測試以及基于JRTF的一個電源控制系統(tǒng)應用,分析與證明了動態(tài)加載策略和數據交換策略在其中發(fā)揮的作用,從實際運行結果中可以看出該控制系統(tǒng)的性能符合實時控制的要求。JRTF使控制系統(tǒng)變得模塊化,處理流程更加的清晰,結構與運行方式更加的靈活,減少開發(fā)新系統(tǒng)的時間,提高了維護系統(tǒng)的效率,同時為控制系統(tǒng)提供了可靠的數據交換與實時的環(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)的基礎框架。
【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TL631.24

【參考文獻】

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1 謝弦;張明;何泱;張t

本文編號：2755741