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EAST等离子体控制系统(PCS)继承于DIII-D的等离子体控制系统架构,以等磁通控制作为等离子体位形控制的主要方式,并且利用RT-EFIT程序作为位形控制过程中基本的平衡反演工具。由于平衡反演非常耗时,目前的RT-EFIT程序只能采用较稀疏的网格,在实时性和准确性上只能勉强满足实验要求,限制了位形控制算法的发展。 基于图形处理器(GPU)的并行实时平衡反演算法P-EFIT能显著提高等离子体实时平衡反演过程的精度和效率,将其集成到EAST PCS中,成为新的控制算法目录,可取代RT-EFIT算法,应用于EAST等离子体位形控制的研究测试与实时控制,具有重要意义。 此外,在托卡马克装置中,降低偏滤器靶板热负荷问题非常具有挑战性,雪花偏滤器放电被纳入解决方案之中,并且已经使用托卡马克仿真程序TSC进行了EAST准雪花偏滤器位形的控制模拟。但是由于EAST的RT-EFIT的局限性,不能将相关方法应用于实际放电中。在将P-EFIT集成到EAST实时控制的基础上,开发了雪花偏滤器位形控制算法,完善了等磁通位形控制算法,能提高等离子体位形控制质量。 本文在简要概括EAST PCS软硬件架构的基础上,充分利用EAST PCS的算法架构特点,实现了并行实时平衡反演程序P-EFIT在EAST中的集成工作。该算法可用于测试和实时控制。在此基础之上,实现了雪花偏滤器位形控制算法。为了验证集成工作的正确性与可用性,用历史实验数据作了性能测试,满足实时控制的要求。目前P-EFIT和雪花偏滤器位形控制算法已集成在EAST中并用于等离子体控制,EAST实验证明控制性能良好。