等離子體電子密度是磁約束熱核聚變實驗中的重要參數(shù)之一。保持等離子體密度在平頂段與預期的密度一致是托卡馬克裝置實驗對密度的要求。因此,如何實時地控制等離子體密度對于聚變研究必不可少。本論文的目的是在J-TEXT托卡馬克裝置上建立一套等離子體密度反饋控制系統(tǒng),用來滿足物理實驗中對于等離子體密度的精確要求。在影響等離子體密度的因素中,通過控制充氣閥來減小實際等離子體密度與參考密度的差距是目前控制密度最簡單有效的方法。正如其他裝置上的密度控制系統(tǒng),本系統(tǒng)也是通過放電過程中等離子體密度信號的變化來實時調(diào)整充氣閥,從而達到控制等離子體密度的效果。這個系統(tǒng)由密度測量、反饋控制和氣體注入三個子系統(tǒng)組成。每個子系統(tǒng)的正常運行以及相互合作顯示了整個系統(tǒng)的實時性能與穩(wěn)定性。根據(jù)注氣系統(tǒng)的特性,電壓幅度控制模式已經(jīng)應用在由PID控制器執(zhí)行的反饋控制策略中,反饋控制算法也采用了適合裝置的PID增量控制算法。本論文對托卡馬克放電過程中的密度控制進行了深入的研究,根據(jù)J-TEXT裝置的特點設計了等離子體密度反饋控制的模型,并以此設計了反饋控制算法。同時,充氣閥的氣體流率也在裝置上進行了測試,為密度控制提供了數(shù)據(jù)基礎... 

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

【文章頁數(shù)】：68 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 受控核聚變
    1.2 J-TEXT托卡馬克裝置簡介
    1.3 等離子體密度反饋控制系統(tǒng)
    1.4 本論文的主要工作
2 J-TEXT密度反饋控制系統(tǒng)的模型設計
    2.1 密度反饋控制的物理原理
    2.2 PID控制原理
    2.3 設計要求
    2.4 密度反饋控制模型及算法
    2.5 本章小結
3 系統(tǒng)整體結構的搭建
    3.1 注氣子系統(tǒng)
    3.2 密度測量子系統(tǒng)
    3.3 反饋控制子系統(tǒng)
    3.4 本章小結
4 實驗數(shù)據(jù)及分析
    4.1 密度穩(wěn)定控制
    4.2 密度階躍變化控制
    4.3 密度爬升變化控制
    4.4 本章小結
5 總結與展望
致謝
參考文獻
附錄


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]J-TEXT等離子體電子密度診斷系統(tǒng)的建立[D]. 高麗.華中科技大學 2009
[2]J-TEXT托卡馬克裝置脈沖電源系統(tǒng)的實現(xiàn)及運行分析[D]. 張明.華中科技大學 2008

碩士論文
[1]遠紅外DCN激光器的輸出特性研究[D]. 高麗.華中科技大學 2005



本文編號：3075049