【摘 要】
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托卡马克装置多采用拉长位形等离子体放电,但是拉长截面的等离子体平衡位形具有天然的轴对称的垂直不稳定性,是造成大破裂的主要原因之一。虽然EAST装置的被动结构对等离子体
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托卡马克装置多采用拉长位形等离子体放电,但是拉长截面的等离子体平衡位形具有天然的轴对称的垂直不稳定性,是造成大破裂的主要原因之一。虽然EAST装置的被动结构对等离子体垂直不稳定性有缓解作用,但仍然需要距离等离子体更近、能力更强的内部线圈进行主动控制。在等离子体控制系统PCS中,通过电磁测量信号实时计算等离子体的垂直位移,并通过调节快控线圈IC电流对垂直位移的快速变化量进行主动反馈控制,每个控制周期中命令通过低延时网络RFM实时传送到快控电源端。等离子体垂直位移的控制能力与快控电源及系统响应速度有关,影响系统响应时间的因素包括电源本身的响应速度、PCS的控制周期、PCS与快控电源间的命令传输延迟等。随着快控电源的升级改造,电源本身的响应延迟减低到了100微秒左右,如何降低控制计算及命令传输时间成为了本论文的研究出发点。为了实现等离子体垂直位移的快速控制,本课题不仅对垂直位移的采集和传输进行了设计,而且对等离子体控制系统中分离出的垂直位移快速控制进行了研究。本文利用DTACQ2106系列的高速同步采集设备ACQ424ELF-32,实现了50kHz的电磁测量数据的同步采集,并通过光纤传输卡实时传输到垂直位移控制子系统服务器,以20微秒的控制周期完成垂直位移的计算、滤波处理、PID反馈控制计算及命令发送,大大提高了控制计算和命令传输响应速度。根据系统实现的功能需求,对其进行了测试验证。在实际的实验过程中,对系统的整体流程功能进行测试和对控制命令传输的延迟进行了测试,达到系统的设计目标。图[34]表[4]参[50]
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