國際熱核實驗堆(ITER)是世界上最大的超導(dǎo)托卡馬克,極向場變流器系統(tǒng)為其重要的子系統(tǒng)之一。極向場變流器系統(tǒng)為等離子體形成,歐姆加熱以及位形控制提供了重要的控制手段。極向場變流器系統(tǒng)在運行同時會產(chǎn)生海量的實驗數(shù)據(jù)。實驗數(shù)據(jù)對改進極向場變流器系統(tǒng)及系統(tǒng)故障分析尤為重要。因此設(shè)計開發(fā)出一套數(shù)據(jù)存儲與管理系統(tǒng)對于整個極向場來說具有重要意義。ITER采用CODAC(Control,Data Access and Communication)系統(tǒng)作為其中央控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)為ITER裝置及其各個子系統(tǒng)提供了豐富的控制系統(tǒng)設(shè)計與開發(fā)工具。本文通過分析CODAC系統(tǒng)框架,使用其提供的數(shù)據(jù)歸檔服務(wù),并基于HDF5設(shè)計并開發(fā)出一套數(shù)據(jù)庫系統(tǒng),實現(xiàn)極向場變流器實驗數(shù)據(jù)的有效存儲,并提供相應(yīng)數(shù)據(jù)的查看方式。極向場變流器產(chǎn)生的實驗數(shù)據(jù)主要包括模擬信號,開關(guān)信號,音頻信號,視頻信號四大類。該數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)通過使用CODAC提供的數(shù)據(jù)歸檔接口函數(shù)分別實現(xiàn)四種實驗數(shù)據(jù)的接收,轉(zhuǎn)發(fā),并采用HDF5文件來存儲不同的實驗數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)庫使用python中的natplotlib模塊實現(xiàn)模擬信號、開關(guān)信號以及音頻信號的波形繪制,可對波形進行放大縮小等相應(yīng)的處理。同時實現(xiàn)了音頻視頻信號的播放。本文所實現(xiàn)的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)可以有效的存儲和管理實驗數(shù)據(jù),為ITER極向場變流器的可靠穩(wěn)定的運行以及故障分析提供了保障。此外,本文首次將HDF5文件應(yīng)用于聚變領(lǐng)域,驗證了該文件系統(tǒng)的可行性,對于其他聚變裝置的數(shù)據(jù)存儲具有一定的借鑒意義。
【學(xué)位單位】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TL631.24;TP311.52
【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題背景
        1.1.1 能源危機與核能
        1.1.2 托卡馬克裝置的發(fā)展
        1.1.3 托卡馬克裝置主要部件
        1.1.4 國內(nèi)外主要脈沖實驗數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)及ITER數(shù)據(jù)解決方案
    1.2 課題的主要內(nèi)容
    1.3 課題的研究意義
    1.4 論文組織結(jié)構(gòu)
    1.5 本章小結(jié)
第2章 ITER極向場變流器及其控制系統(tǒng)
    2.1 ITER極向場變流器
        2.1.1 ITER極向場變流器整體結(jié)構(gòu)
        2.1.2 ITER極向場變流器單元
    2.2 ITER極向場變流器控制系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
        2.2.1 ITER控制系統(tǒng)設(shè)計規(guī)范
        2.2.2 ITER極向場變流器控制系統(tǒng)及其信號處理
    2.3 本章小結(jié)
第3章 ITER極向場數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計
    3.1 ITER極向場變流器數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計
        3.1.1 ITER數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
        3.1.2 ITER極向場變流器數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)
    3.2 軟件的選擇
        3.2.1 操作系統(tǒng)的選擇與安裝
        3.2.2 數(shù)據(jù)庫的選擇
    3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計
        3.3.1 數(shù)據(jù)歸檔系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)模型
        3.3.2 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型和物理模型
        3.3.3 數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)類型和存儲策略
        3.3.4 數(shù)據(jù)庫檢索
    3.4 本章小結(jié)
第4章 ITER極向場數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)
    4.1 模擬信號的存儲和查看
        4.1.1 模擬信號采集程序
        4.1.2 數(shù)據(jù)的接收和存儲
        4.1.3 模擬信號的查看
    4.2 開關(guān)信號的存儲和查看
        4.2.1 開關(guān)信號采集程序
        4.2.2 開關(guān)信號的存儲
        4.2.3 開關(guān)信號的查看
    4.3 聲音信號的存儲和查看
        4.3.1 模擬音頻數(shù)據(jù)的采集
        4.3.2 音頻信號的存儲和查看
    4.4 視頻信號的存儲和查看
        4.4.1 圖像數(shù)字化
        4.4.2 視頻信息的存儲和查看
    4.5 本章小結(jié)
第5章 全文總結(jié)
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 展望
參考文獻
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果

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本文編號：2855863