托卡馬克是目前最有希望實(shí)現(xiàn)核聚變能源的裝置之一。等離子體平衡與垂直位移不穩(wěn)定性的有效控制是托卡馬克裝置安全運(yùn)行的重要保障,本文基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法,對(duì)托卡馬克裝置等離子體平衡參數(shù)實(shí)時(shí)估算以及垂直位置快速預(yù)測(cè)進(jìn)行了研究,為未來更加精準(zhǔn)、快速控制提供新的方法。本文先應(yīng)用基礎(chǔ)的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),以托卡馬克模擬代碼(TSC)模擬EAST放電生成數(shù)據(jù)庫,訓(xùn)練和測(cè)試等離子體平衡參數(shù)估算模型,并分別討論測(cè)量信號(hào)缺失和輸入噪音對(duì)模型魯棒性的影響。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)評(píng)估模型在偏濾器和限制器位形下估算有量綱平衡參數(shù)(等離子體電流中心位置、大半徑、小半徑、X點(diǎn)位置)平均誤差在1毫米以內(nèi),估算無量綱參量(拉長比、極向比壓、內(nèi)感、安全因子)平均誤差在百分之一以內(nèi);對(duì)于假定的測(cè)量信號(hào)缺失和輸入噪音,通過加入隨機(jī)噪音以及置零缺失信號(hào)值再訓(xùn)練驗(yàn)證,證實(shí)模型仍具有一定魯棒性;在普通臺(tái)式機(jī)上用MATLAB軟件實(shí)現(xiàn)模型,耗時(shí)為1毫秒左右,初步驗(yàn)證了這種方法的可行性。在等離子體電流中心位置識(shí)別工作中,本文先用模擬數(shù)據(jù)驗(yàn)證了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的可行性,再用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)訓(xùn)練模型,訓(xùn)練的基礎(chǔ)前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型經(jīng)驗(yàn)證仍可準(zhǔn)確識(shí)別等離子體電流中心;同時(shí),減少輸入探... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：117 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

圖１．１?（ａ）Ｄ－Ｔ、Ｄ－Ｄ和Ｄ－Ｈｅ３反應(yīng)截面隨氘原子能量變化曲線（ｌｂａｍ＝１０２８ｍ２）??（ｂＤ－Ｔ、Ｄ－Ｄ和Ｄ－Ｈｅ３反應(yīng)的速度平均截面隨溫度變化的曲線??

Ｑ＝５，３０００￥，?３５０ＭＶＶ，?ｓｔｅａｃｌｙ－ｓｔｎｔｅ?ｂｕｒａｉｎｇ?ｐｌａｓｍａ??洛ＥＡＳＴ?Ａｄｖａｎｃｅ?ＰＦＣ＼?ｓｔｅａｄｙ－ｓｔａｔｅ?ａｄｖａｎｃｅｄ?ｏｐｒａｔｉｏｕ??Ａｄｖａｎｃｅｄ?ｄｉｖｅｒｔｏｒ，?ｈｉｇｈ?ｐｏｗｅｒ?Ｈ＆Ｃ?Ｄ，?ｄｉａｇｎｏｓｔｉｃｓ??Ｊ－ＴＥＸＴ?Ｄｉｓｎｉｐｔｉｏｎ?ｉｎｉｔｉａｔｉｏｎ，?ｂａｓｉｃ?ｐｌａｓｍａ??２０１５?２０２０?２０２５?２０３０?２０３５?２０４０?２０４５?２０５０?２０５５?２０６０??圖１．２中國磁約束核聚變發(fā)展規(guī)劃Ｗ??１．２東方超環(huán)托卡馬克裝置介紹??托卡馬克（Ｔｏｋａｍａｋ）名字來源于俄語“環(huán)形、真空室、磁、線圈”的詞頭組??成，其核心部分是外部纏繞線圈的環(huán)形真空室［５］。裝置運(yùn)行初始階段，外部線圈??通電、容器充氣加料后，托卡馬克內(nèi)部產(chǎn)生巨大螺旋形磁場(chǎng)約束等離子體？，然后，??通過輔助加熱系統(tǒng)，等離子體溫度可以被進(jìn)一步提高；最終，人們期望在托卡馬??克裝置上滿足等離子體密度、溫度和約束時(shí)間乘積的勞遜判據(jù)，即點(diǎn)火條件，實(shí)??現(xiàn)核聚變發(fā)電。典型的托卡馬克磁體結(jié)構(gòu)示意如圖１．３所示，它主要由鐵芯（或??空芯）變壓器、縱場(chǎng)線圈、內(nèi)部極向場(chǎng)線圈、外部極向場(chǎng)線圈和其他子系統(tǒng)如加??熱系統(tǒng)、診斷系統(tǒng)、反饋控制系統(tǒng)及電源等系統(tǒng)組成；內(nèi)部極向場(chǎng)線圈與等離子??體構(gòu)成變壓器的初級(jí)回路和次級(jí)回路，外部極向場(chǎng)線圈則主要用于等離子體位置??和形狀控制。在縱場(chǎng)線圈、極向場(chǎng)線圈以及其它導(dǎo)體的綜合作用下，真空室內(nèi)形??成螺旋形磁場(chǎng)，通常環(huán)向場(chǎng)會(huì)比極向場(chǎng)大十倍以上，磁力線無限延伸形成磁面，??帶電粒子受磁力線束縛回轉(zhuǎn)螺旋，等離子體因而整體被約束。

?第１章緒論???鋒．：．??獅ｐ?ｊ?＂Ｉ?＿ｊｉ＾??圖１．４全超導(dǎo)托卡馬克ＥＡＳＴ裝置概貌Ｍ??表１．１?ＥＡＳＴ裝置的主要工程物理設(shè)計(jì)參數(shù)［７］??物理參數(shù)名稱?性能指標(biāo)??大半徑?１．８８?ｍ??小半徑?０．４５?ｍ??縱場(chǎng)?１．５？３．０?Ｔ??等離子體電流?１ＭＡ??可用伏秒數(shù)?Ｓ?６＿５??拉長比?Ｋ幺２??三角形變?５＜?０．７??目前，世界上大多托卡馬克裝置采用拉長偏濾器位形提升等離子體運(yùn)行參數(shù)，??它一般先由限制器位形轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化拉長伴有垂直位移不穩(wěn)定性。ＥＡＳＴ的科學(xué)家??通過集成創(chuàng)新，在不同參數(shù)條件下分別實(shí)現(xiàn)了?４００秒以上長脈沖高溫等離子體放??電和百秒量級(jí)穩(wěn)態(tài)高約束模放電，等離子體位形和垂直位移不穩(wěn)定性控制是其中??重要的一環(huán)，而ＥＡＳＴ的電磁測(cè)量系統(tǒng)及其他診斷信號(hào)則為等離子體精確控制提??供了基矗目前，針對(duì)ＥＡＳＴ平衡及位形識(shí)別任務(wù)，電磁測(cè)量系統(tǒng)主要依靠測(cè)量??極向不同位置磁場(chǎng)信號(hào)的磁探針和測(cè)量不同位置極向磁通值的磁通環(huán)，其安裝的??５??


本文編號(hào)：2907754