J-TEXT等離子體控制系統(tǒng)的研究與設(shè)計(jì)

發(fā)布時(shí)間：2020-08-04 19:04

【摘要】：托卡馬克裝置是目前最有希望實(shí)現(xiàn)受控核聚變從而解決能源危機(jī)的裝置。該裝置體積巨大,能量甚高,子系統(tǒng)復(fù)雜。為了更好的協(xié)調(diào)這些系統(tǒng)的工作,控制系統(tǒng)尤其是等離子體控制系統(tǒng)是至關(guān)重要的。等離子體控制系統(tǒng)主要通過(guò)接收診斷測(cè)量系統(tǒng)的信號(hào)控制電源與輔助加熱加料系統(tǒng),從而控制發(fā)生聚變反應(yīng)的等離子體。等離子體控制系統(tǒng)的主要難點(diǎn)在于:需要在極短的時(shí)間內(nèi),利用眾多的外部子系統(tǒng)動(dòng)態(tài)地約束等離子體。本文主要基于J-TEXT托卡馬克裝置,研究并設(shè)計(jì)了等離子體控制系統(tǒng)。本文調(diào)研了現(xiàn)今以及未來(lái)主流托卡馬克裝置的等離子體控制系統(tǒng)的現(xiàn)狀與需求,并結(jié)合目前J-TEXT托卡馬克裝置的發(fā)展現(xiàn)狀,研究并設(shè)計(jì)了J-TEXT等離子體控制實(shí)時(shí)框架與基于該框架的J-TEXT第三代等離子體控制系統(tǒng)。由于目前諸如ITER、CFETR等超大型裝置的等離子體控制系統(tǒng)處于概念設(shè)計(jì)階段,部分ITER CODAC的標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)制定。為了驗(yàn)證ITER CODAC相關(guān)設(shè)計(jì),本文基于Linux和C++研究開(kāi)發(fā)了符合ITER CODAC標(biāo)準(zhǔn)的全新實(shí)時(shí)框架與等離子體控制系統(tǒng)。其中,實(shí)時(shí)框架主要用于提供簡(jiǎn)單高效的實(shí)時(shí)性開(kāi)發(fā)環(huán)境,而等離子體控制系統(tǒng)主要用于實(shí)現(xiàn)等離子體控制的算法與操作。本文最后對(duì)研究開(kāi)發(fā)的實(shí)時(shí)框架與等離子體控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的測(cè)試,驗(yàn)證了作為原型機(jī)的實(shí)時(shí)框架與等離子體控制系統(tǒng)的可行性。本文中設(shè)計(jì)的實(shí)時(shí)框架和等離子體控制系統(tǒng)于2017年春季實(shí)驗(yàn)正式部署于JTEXT,并通過(guò)2017年春季實(shí)驗(yàn)與2018年春季實(shí)驗(yàn)確保了良好的運(yùn)行狀態(tài),為之后更加智能的等離子體控制算法搭建了優(yōu)良的實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。
【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】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TL631.24
【圖文】：

等離子體控制

子體控制系統(tǒng)一般都是由許多的子模塊構(gòu)成采集方法、不同的控制算法、不同執(zhí)行器正在建設(shè)中的大型裝置以及 J-TEXT 這種仍性能高效、穩(wěn)定可靠、功能完善、配置靈活泛適應(yīng)軟硬件、方便維護(hù)與調(diào)試的等離子體系統(tǒng)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀體控制系統(tǒng)用原子能公司旗下的具有 D 型截面的中型國(guó)本土磁約束受控核聚變領(lǐng)域唯一的一個(gè)正要的裝置之一[3-5]。

架構(gòu)圖,等離子體控制,架構(gòu),硬件

了 RT-EFIT 作為實(shí)時(shí)等離子探針信號(hào)和真空室外的 41 個(gè)磁圈電流，與等離子體電流一得到相應(yīng)的等離子體位形數(shù)據(jù) 采用等磁通控制，可以通過(guò)位置，使之位于同一個(gè)等磁通處于這個(gè)等磁通面時(shí)，這時(shí).1 所示[6]。帶PCI數(shù)字轉(zhuǎn)換器的采集卡現(xiàn)場(chǎng)信號(hào)

裝置圖,裝置圖,直接分析,環(huán)形