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托卡马克J-TEXT装置中电子密度反馈控制系统的研究

作　者: 盛静
导　师: 罗家融
学　校: 东华大学
专　业: 等离子体物理
关键词: J-TEXT 电子密度反馈控制
分类号: TL631.24
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本论文主要对托卡马克装置中电子密度测量控制系统进行了分析和研究,在此基础上采用新的密度处理算法和密度控制方法搭建了J-TEXT托卡马克装置上的密度测量控制系统。其中,在密度处理算法方面,根据HCN激光干涉仪测量等离子电子密度的基本原理,采用室温TGS探测器接收HCN拍频信号,用硬件相位差计测得相位差,通过高速采集卡PCI9118进行原始HCN信号的获取和采集。然后根据该信号特点的对其进行分析,设计出合适的信号去零漂、信号翻转处理算法。使用该算法,获得了较高精度的低噪音等离子体电子密度,很好的还原了托卡马克内部等离子体密度的真实信号。为进一步分析装置有关参数提供了一个很好的等离子体密度信号。在密度控制的算法方面,我们在基于Windows&Linux操作系统下搭建了上下位机结构的这种准实时密度反馈控制系统,该系统的核心部分是下位机的数据采集、数据处理和控制部分。为了应对大数据的高速采集、实时处理要求,采用多通道高速PCI9118采集卡对采集得到的密度信号进行实时处理,实时地送出控制信号,也就是说采集卡每完成一次A/D转换,都需将转换的结果送到反馈控制软件的数据缓存中用于计算,然后根据计算结果实时输出反馈控制信号。为保证大数据的实时传输时不造成网络阻塞,影响实验人员实时了解放电情况,设计时上位机采用双网卡结构,该控制系统经验证满足了密度控制系统实时性、稳定性和网络功能的要求。

全文目录

摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
目录  9-10
第一章绪论  10-15
  1.1 核聚变研究的历史和背景  10-11
  1.2 本论文研究背景  11-12
  1.3 本论文研究内容  12-13
  1.4 论文结构  13-15
第二章 J-TEXT装置等离子体密度控制系统介绍  15-23
  2.1 J-TEXT装置介绍  15-16
  2.2 J-TEXT密度控制系统组成及其功能  16-23
第三章 J-TEXT等离子体电子密度测量及处理  23-34
  3.1 密度测量基本原理  23-24
  3.2 密度信号采集硬件结构  24-27
  3.3 密度处理算法设计  27-34
第四章 J-TEXT托卡马克等离子体密度反馈控制系统的设计  34-49
  4.1 密度反馈控制系统的整体设计  34-38
  4.2 下位机设计  38-42
  4.3 上位机设计  42-44
  4.4 上、下位机通讯模块的实现  44-49
第五章总结与展望  49-52
  5.1 论文总结  49
  5.2 本文的主要创新点  49-50
  5.3 工作展望  50-52
参考文献  52-55
硕士期间发表的文章  55-56
致谢  56

托卡马克J-TEXT装置中电子密度反馈控制系统的研究

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