【摘 要】
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托卡马克(tokamak)核聚变研究对于开发核聚变能具有重要意义。对于现有的中国环流器二号装置(HL-2A),要想增加等离子体电流,获得高参数等离子体,必须将HL-2A装置升级改造成HL
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托卡马克(tokamak)核聚变研究对于开发核聚变能具有重要意义。对于现有的中国环流器二号装置(HL-2A),要想增加等离子体电流,获得高参数等离子体,必须将HL-2A装置升级改造成HL-2M装置。等离子体的位形控制是HL-2M升级改造的重要工程问题。垂直截面拉长使等离子体具有内在的垂直不稳定性,为了避免等离子体的逃逸破裂,必须控制等离子体垂直不稳定性。而要使等离子体具有先进的位形,就必须进行等离子体形状控制。本文对HL-2M控制等离子体垂直不稳定性的被动板和主动线圈进行了概念设计,对等离子体响应模型中的参数进行了数值计算,设计PID和自适应控制系统进行仿真,后者能够将垂直位移最大为5cm的等离子体控制到中平面,说明了被动板和主动线圈设计的合理性。并期望将自适应控制方法应用到HL-2A装置的垂直位移控制实验中。对托卡马克装置形状控制进行了调研,选择适用于HL-2M形状控制的等离子体响应模型(RZIP模型)和PID控制器以及H ?鲁棒控制器。主要设计了解耦的PID控制系统并进行仿真,编写了等离子体形状控制代码输入文件,计算等离子体形状响应模型。将PID控制和形状代码应用到HL-2M的控制中,为等离子体形状控制问题探索了一条道路。文章最后作了总结,并提出了对下一步工作的计划和建议。本文的研究工作对今后的HL-2M等离子体控制系统的工程设计和理论研究提供了一定的意义和作用。
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