本課題主要致力于研究托卡馬克裝置等離子體垂直不穩(wěn)定位移主動反饋預(yù)測控制。超導(dǎo)托卡馬克裝置利用磁約束和真空隔熱來實現(xiàn)受控核聚變,并使得磁約束位形的連續(xù)穩(wěn)態(tài)運行成為現(xiàn)實。高的拉長比對等離子體放電有促進作用,但當?shù)入x子體被拉長后,垂直方向上將會不穩(wěn)定,這是超導(dǎo)托卡馬克裝置必須要克服的問題。當前的解決方法是利用EAST快速控制電源對真空室內(nèi)的主動反饋線圈進行快速勵磁控制,產(chǎn)生的磁場約束等離子體,從而達到維持等離子體穩(wěn)定性的目的。然而主動反饋電源采用的控制方式是滯后控制,控制效果不佳。為了解決EAST快控電源控制應(yīng)用過程中的延時,本文提出了基于灰色預(yù)測GM(1,1)模型與時變PID控制相結(jié)合的解決辦法。在實驗過程中對EAST裝置的主動反饋控制信號實現(xiàn)新陳代謝灰色濾波及單步預(yù)測,將反饋測量值替換為預(yù)測值進入到PID控制算法中,運用時變計算公式在線調(diào)整PID控制參數(shù)�；贛ATLAB對快控電源反饋控制系統(tǒng)搭建仿真模型驗證該方案的可行性,并使用以TMS320F2812型DSP為主控芯片的EAST快控電源支路控制器進行實驗。仿真與實驗的結(jié)果驗證了 GM(1,1)預(yù)測與時變PID控制算法可以實現(xiàn)超前調(diào)節(jié),并且提升了主動反饋控制響應(yīng)性能。
【學(xué)位單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TL631.24
【部分圖文】：

ＨＴ－６Ｂ裝置、ＨＴ－６Ｍ裝置、ＨＬ－１裝置等。ＨＴ－７裝置在２０００年的實驗放電時間??超過了?１０ｓ，標志著中國在這個重大基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域進入了世界先進行列［４］［５］。??Ｔｏｋａｍａｋ裝置圖如圖１．１所示。??圖１．１?Ｔｏｋａｍａｋ裝置原理圖??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｔｏｋａｍａｋ?ｔｈｅｏｒｙ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??１．２?ＥＡＳＴ裝置簡介??在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上改造，中國科學(xué)院等離子體物理研究所自主設(shè)計并研制??成功“ＨＴ－７Ｕ全超導(dǎo)非圓截面Ｔｏｋａｍａｋ裝置”，其在２００３年變更名稱為ＥＡＳＴ［６］。??ＥＡＳＴ既便于發(fā)音記憶，又準確地表達了其科學(xué)含義，ＥＡＳＴ全稱“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ??Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?Ｔｏｋａｍａｋ”，中文含義“先進實驗超導(dǎo)托卡馬克”成為??國際上首個全超導(dǎo)Ｔｏｋａｍａｋ裝置，ＥＡＳＴ裝置如圖１．２所示。??圖１．２?ＥＡＳＴ裝置圖??Ｆｉｇｌ．２?ＥＡＳＴ?ｄｅｖｉｃｅ??２??

ＨＴ－６Ｂ裝置、ＨＴ－６Ｍ裝置、ＨＬ－１裝置等。ＨＴ－７裝置在２０００年的實驗放電時間??超過了?１０ｓ，標志著中國在這個重大基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域進入了世界先進行列［４］［５］。??Ｔｏｋａｍａｋ裝置圖如圖１．１所示。??圖１．１?Ｔｏｋａｍａｋ裝置原理圖??Ｆｉｇｌ．ｌ?Ｔｏｋａｍａｋ?ｔｈｅｏｒｙ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ??１．２?ＥＡＳＴ裝置簡介??在已有設(shè)備的基礎(chǔ)上改造，中國科學(xué)院等離子體物理研究所自主設(shè)計并研制??成功“ＨＴ－７Ｕ全超導(dǎo)非圓截面Ｔｏｋａｍａｋ裝置”，其在２００３年變更名稱為ＥＡＳＴ［６］。??ＥＡＳＴ既便于發(fā)音記憶，又準確地表達了其科學(xué)含義，ＥＡＳＴ全稱“Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ??Ａｄｖａｎｃｅｄ?Ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?Ｔｏｋａｍａｋ”，中文含義“先進實驗超導(dǎo)托卡馬克”成為??國際上首個全超導(dǎo)Ｔｏｋａｍａｋ裝置，ＥＡＳＴ裝置如圖１．２所示。??圖１．２?ＥＡＳＴ裝置圖??Ｆｉｇｌ．２?ＥＡＳＴ?ｄｅｖｉｃｅ??２??

高真空室、內(nèi)外冷屏、外真空杜瓦瓶等。將少量氘或氚加入到真空室在中，由于??真空室內(nèi)部有電場的存在，原子會擊穿形成等離子體，加大其密度并升溫，便會??產(chǎn)生非常多的能量，即為聚變反應(yīng)［７］。裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖１．３所示。??超導(dǎo)縱》體?超導(dǎo)中心螺管磁體丨?外杜瓦｜外冷屏１??＾——ａ」??ｊ?ＨＴ－７Ｕ超導(dǎo)卷卡馬｝／〗裝置?Ｉ??圖１．３?ＥＡＳＴ裝置內(nèi)部結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇｌ?．３?Ｉｎｔｅｒｎａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＥＡＳＴ?ｄｅｖｉｃｅ??真空室內(nèi)部的第一壁部件直接面對等離子體。被動板結(jié)構(gòu)、主動反饋線圈、??偏濾器、限制器等均為內(nèi)部部件。這些部件給真空室壁提供保護，吸收等離子體??能量、控制等離子體位形，使等離子體在運動過程中受到約束［８］。ＥＡＳＴ裝置高??１１ｍ，總質(zhì)量大４００ｔ，總儲能設(shè)計為３２０兆焦。１６個Ｄ形超導(dǎo)線圈組成環(huán)向場??磁體系統(tǒng)。Ｄ型縱場線圈每個線圈匝數(shù)為１３０，用２０．５ｍｍ的ＣＩＣＣ導(dǎo)體繞制而??成，工作電流為１４．３千安，磁體上的最高場強為５．８特斯拉。１４個極向場線圈??組成極向場磁體系統(tǒng)，使磁場快速變化，磁體最高場強為４．５特斯拉，磁通變化??量不少于１０伏秒，能更好地控制等離體子［９］。ＥＡＳＴ?
【參考文獻】

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本文編號：2836926