核聚變是應(yīng)對(duì)能源危機(jī)的有效方式。佳拉潔雅(Galatea)型磁約束裝置是非托卡馬克(Tokamak)核聚變裝置的一種,其利用浸沒在等離子體中的載流線圈(盲鰻)來(lái)約束等離子體。對(duì)等離子體參數(shù)的采集可掌握裝置運(yùn)行過(guò)程中相關(guān)參數(shù)的動(dòng)態(tài)變化情況,進(jìn)而分析得到等離子體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律及約束特性。本文研究了包括時(shí)序控制和參數(shù)采集的佳拉潔雅裝置測(cè)控系統(tǒng)。首先,進(jìn)行測(cè)控系統(tǒng)需求分析,構(gòu)建了佳拉潔雅裝置的總體運(yùn)行結(jié)構(gòu),分析了真空罐、等離子體槍、全等離子體通道和磁阱的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行原理,明確了佳拉潔雅裝置各部件的具體參數(shù)。分析了時(shí)序控制系統(tǒng)和參數(shù)采集系統(tǒng)間的聯(lián)動(dòng)關(guān)系,進(jìn)行了時(shí)序控制系統(tǒng)和參數(shù)采集系統(tǒng)的整體方案設(shè)計(jì),給出了時(shí)序控制系統(tǒng)和參數(shù)采集系統(tǒng)的具體實(shí)現(xiàn)方式。其次,結(jié)合脈沖電源的運(yùn)行特點(diǎn),建立了佳拉潔雅裝置和測(cè)量探針的時(shí)序控制系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型,選擇研華PCI-1780U定時(shí)器板卡作為時(shí)序控制系統(tǒng)硬件平臺(tái),Lab VIEW作為時(shí)序控制系統(tǒng)軟件開發(fā)平臺(tái),完成了佳拉潔雅裝置時(shí)序控制系統(tǒng)的軟硬件設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了等離子體槍、全等離子體通道、溜槽線圈、磁阱、全等離子體通道探針和磁阱探針輸出時(shí)序脈沖的準(zhǔn)確性,得出了佳拉潔雅裝置各部分時(shí)序控制脈沖間的對(duì)應(yīng)關(guān)系。然后,進(jìn)行磁阱空間壓強(qiáng)分布和測(cè)量探針研究。構(gòu)建了氫氣等離子體碰撞耦合模塊,建立了基于COMSOL的磁阱二維磁流體仿真模型,仿真分析了不同時(shí)刻磁阱空間的等離子體壓強(qiáng)分布。提出了基于正交探針測(cè)量結(jié)構(gòu)的參數(shù)測(cè)量方法,進(jìn)行了磁探針、Langmuir探針和正交探針的測(cè)量原理分析,得出相關(guān)等離子體參數(shù)的計(jì)算方法。研究了探針去噪方法,分析了常用小波去噪方法的優(yōu)缺點(diǎn),選擇小波閾值去噪作為探針去噪方法,分析了不同小波基下的探針去噪效果。最后,構(gòu)建了參數(shù)采集系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu),明確了參數(shù)采集系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程。設(shè)計(jì)了磁探針、Langmuir探針和正交探針的硬件結(jié)構(gòu)、安裝位置及外電路,提出了磁探針線圈總截面積標(biāo)定方法,分析了磁探針積分電路結(jié)構(gòu)。進(jìn)行了參數(shù)采集系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì),完成了磁探針、Langmuir探針和正交探針的參數(shù)采集軟件設(shè)計(jì),并進(jìn)行了參數(shù)采集軟件的仿真測(cè)試,實(shí)現(xiàn)了相應(yīng)的參數(shù)采集功能。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TL631
【部分圖文】：

托卡馬克裝置原理示意圖

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文行測(cè)控系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)之前，需充分掌握佳拉潔雅裝置的工作原理真空罐、等離子體槍、全等離子體通道和磁阱四個(gè)方面分析佳拉件結(jié)構(gòu)及工作原理。1）真空罐空罐負(fù)責(zé)為佳拉潔雅裝置提供絕對(duì)真空環(huán)境，以確保等離子體的被約束和逃逸過(guò)程不受外界干擾。真空罐的三維結(jié)構(gòu)圖如圖 2-3 法蘭接口 航空插座

逸過(guò)程不受外界干擾。真空罐的三維結(jié)構(gòu)法蘭接口 航空插座高壓電真空規(guī)插板閥+多極磁阱全等離子體通道體槍圖 2-3 真空罐結(jié)構(gòu)示意圖圓筒形，其長(zhǎng)度為 2.8m，直徑為 1.32m，于外接探針電路和脈沖電源。由插板閥和持佳拉潔雅裝置工作過(guò)程中真空罐的內(nèi)部測(cè)罐內(nèi)真空度）。真空罐的實(shí)物圖如圖

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本文編號(hào)：2809286