發(fā)布時間：2021-01-10 08:39

　　受控核聚變是產(chǎn)生可持續(xù)能源的重要途徑,托卡馬克是一種實施受控核聚變反應(yīng)的裝置。HL-2M是一個具有多種等離子控制模塊的托卡馬克裝置。等離子體控制是進(jìn)行托卡馬克實驗的必要條件,為了保證等離子體的穩(wěn)定性,需要一套高速可靠的控制系統(tǒng)來對等離子體的位形、動力學(xué)參數(shù)、不穩(wěn)定性等進(jìn)行實時控制,產(chǎn)生符合實驗要求的等離子體,并且可以獲取、存儲實驗產(chǎn)生的數(shù)據(jù)供研究人員分析。本文結(jié)合HL-2M等國內(nèi)外熱核聚變實驗裝置論述了等離子體控制系統(tǒng)的功能和性能需求,并對其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,在研究的基礎(chǔ)上設(shè)計實現(xiàn)了模塊化的等離子體控制系統(tǒng)。在該系統(tǒng)中,各種等離子體控制策略以模塊的形式進(jìn)行開發(fā)和集成,采用抽象化的方法對模塊進(jìn)行規(guī)范化管理,利用實時操作系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了實時多線程并行框架為模塊提供運行環(huán)境;在系統(tǒng)框架的基礎(chǔ)上開發(fā)了多個等離子體控制模塊,并在HL-2A等離子體實驗中對各模塊進(jìn)行功能和性能測試;設(shè)計了多個非實時服務(wù)為等離子體控制系統(tǒng)提供了支撐功能。本文設(shè)計的系統(tǒng)利用多核多線程技術(shù)設(shè)計并實現(xiàn)了實時多線程并行框架,通過線程與內(nèi)核親和性設(shè)置、線程同步等手段保證了框架的穩(wěn)定性和實時性。通過對等離子體各種控制策略進(jìn)行抽象化... 

【文章來源】：華中科技大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：121 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１托卡馬克裝置示意圖??經(jīng)過幾千年的發(fā)展，托卡馬克實驗己經(jīng)取得了極大的進(jìn)展，國內(nèi)外各托卡馬克裝??

多數(shù)研究受控核聚變采用的實驗裝置。它是由蘇聯(lián)庫爾恰托夫研究所在２０世紀(jì)５０?＜??？?年代發(fā)明的。如圖１．１所示，托卡馬克是由中央的真空室、環(huán)向場線圈和極向場線圈??構(gòu)成的。真空室是等離子體進(jìn)行反應(yīng)的容器；環(huán)向場線圈用于產(chǎn)生環(huán)向磁場使得等離??子體沿著環(huán)向運動從而起到約束等離子體的作用；極向場線圈產(chǎn)生極向磁場用于控??制等離子體的位置形狀等特性。當(dāng)線圈通電時，托卡馬克內(nèi)部會產(chǎn)生巨大的螺旋狀磁??場，可將等離子體加熱到很高的溫度Ｗ滿足聚變條件，同時將等離子體約束在真空??室內(nèi)部。??ＡＮＳＦＯＲＭＥＲ?ＣＯＩＬ??ＣＯＩＬＳ?ＦＩＥＬＤ?ＣＯＩＬ??ＰＬ?ＡＳＭ?Ａ?ＣＵＲ?ＲＥＮ?Ｔ?ＰＬＡＳＭＡ?ＭＡ?６ＭＥ?ＴＩＣ?ＦＩＥＬ?Ｄ?Ｌｉ?Ｗ?巨??圖１．１托卡馬克裝置示意圖??經(jīng)過幾千年的發(fā)展，托卡馬克實驗己經(jīng)取得了極大的進(jìn)展，國內(nèi)外各托卡馬克裝??畳分別研究出了受控核聚變的眾多問題ＰＵ。例如美國ＴＦＴＲ托卡馬克獲得了聚變堆??規(guī)模的気－氣（Ｄ－Ｔ）等離子體約束、加熱及ａ粒子物理的特有信息，Ｗ及在實驗環(huán)境??２??

合環(huán)（ＪＥＴ：?Ｊｏｉｎｔ?Ｅｕｒｏｐｅａｎ?Ｔｏｒｕｓ）是目前世界上最大的托卡馬質(zhì)為原料的等離子體實驗【３７，３８］。ＪＥＴ裝畳的規(guī)模與ＩＴＥＲ最為ＩＴＥＲ的設(shè)計提供參考，例如ＪＥＴ試驗了福射偏濾器的概念，降低ＩＴＥＲ偏濾器郎板上的平均功率負(fù)荷；成功試驗了各種ＩＣ其可用于ＩＴＥＲ和聚變堆；ＪＥＴ第一壁材料和偏濾器材料與ＩＴ前各種運行模式的可用性。??離子體控制系統(tǒng)采用分布式控制的原理，其磁控制主要包括和垂直不穩(wěn)定性控制，前者負(fù)責(zé)獲得預(yù)想的等離子體位置、形種拉長型等離子體的垂直穩(wěn)定性。ＪＥＴ等離子體控制系統(tǒng)的ｌｔｉ－ｔｈｒｅａｄｅｄ?Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ?Ｒｅａｌ－Ｔｉｍｅ?巧ｅｃｕｔｏｒ）［ｗ］，是一個多線程的是將等離子體控制的各個環(huán)節(jié)模塊化，在控制過程中將這些．３所示，在ＭＡＲＴｅ中，所有的模塊共享數(shù)據(jù)，并且模塊可Ｗ，送是因為其建立了一個跨平臺的接曰庫，庫中的代碼可Ｗ在

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
[1]托卡馬克裝置控制系統(tǒng)設(shè)計與技術(shù)研究[D]. 鄭瑋.華中科技大學(xué) 2014

碩士論文
[1]撕裂模研究及磁島結(jié)構(gòu)反演[D]. 季小全.華中科技大學(xué) 2006



本文編號：2968415