j-text上等离子体密度反馈控制系统的建立

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1、分类号学号M201271355学校代码10487密级硕士学位论文J-TEXT上等离子体密度反馈控制系统的建立学位申请人柯：新学科专业：电气工程指导教师：陈志鹏副教授答辩日期：2015.5.21AThesisSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreefortheMasterofEngineeringTheConstructionofPlasmaDensityFeedbackControlSystemonJ-TEXTTokamakCandidate:KeXinMajor:ElectricalEngin

2、eeringSupervisor:Asso.Prof.ChenZhipengHuazhongUniversityofScienceandTechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2015独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校

3、有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日华中科技大学硕士学位论文摘要等离子体电子密度是磁约束热核聚变实验中的重要参数之一。保持等离子体密度在平顶段与预期的密度一致是托卡马克装置实验对密度的要求。因此，如何实时地控制等离子体密度对于聚变

4、研究必不可少。本论文的目的是在J-TEXT托卡马克装置上建立一套等离子体密度反馈控制系统，用来满足物理实验中对于等离子体密度的精确要求。在影响等离子体密度的因素中，通过控制充气阀来减小实际等离子体密度与参考密度的差距是目前控制密度最简单有效的方法。正如其他装置上的密度控制系统，本系统也是通过放电过程中等离子体密度信号的变化来实时调整充气阀，从而达到控制等离子体密度的效果。这个系统由密度测量、反馈控制和气体注入三个子系统组成。每个子系统的正常运行以及相互合作显示了整个系统的实时性能与稳定性。根据注气系统的特性，电压幅度控制模式已经应用在由PID控制器执行的反馈控制策略中，

5、反馈控制算法也采用了适合装置的PID增量控制算法。本论文对托卡马克放电过程中的密度控制进行了深入的研究，根据J-TEXT装置的特点设计了等离子体密度反馈控制的模型，并以此设计了反馈控制算法。同时，充气阀的气体流率也在装置上进行了测试，为密度控制提供了数据基础。在整个系统搭建完成后，我们为了测试密度反馈控制系统的性能，做了大量的实验，最后展示了一些实验结果，并进行了详细的分析。关键词：托卡马克等离子体密度反馈控制PIDI华中科技大学硕士学位论文AbstractPlasmaelectronicdensityisoneoftheimportantparametersinmag

6、neticconfinedthermalfusionexperiments.Keepingtheplasmadensitythesamewiththedesiredquantityduringtheflat-topphaseisrequiredintokamakphysicalexperiments.Sohowtocontrolplasmadensityaccuratelyinrealtimeisessentialforthefusionresearch.Thepurposeofthisarticleistoestablishaplasmadensityfeedback

7、controlsystemontheJointTexasExperimentalTokamak(J-TEXT)formeetingtheneedforanaccurateplasmadensityinphysicalexperiments.Amongthefactorsthatinfluenceplasmadensityintokamakdevice,tocontrolgasinletforminimizingthedifferencebetweenthereferenceandrealplasmadensityisalsothemost