RU2017115081A - Способ моделирования систем магнитного управления формой и током плазмы с обратной связью в токамаке - Google Patents

Claims (13)

1. Способ полного моделирования системы магнитного управления формой и током плазмы с обратной связью в токамаке, включающий

моделирование плазмы в токамаке, с исполнительными устройствами, контурами управления положением плазмы и токами в обмотках полоидального поля,

моделирование изменения положения сепаратрисы плазмы на диверторной фазе плазменного разряда с использованием многомерного регулятора формы и тока плазмы, включенного в обратную связь, в процессе которого

осуществляют изменение значений выходных сигналов регулятора формы и тока плазмы в каждый момент времени в пределах, соответствующих относительно малому отклонению положения сепаратрисы плазмы от заданного, а также

измеряют векторы токов в обмотках полоидального поля и центрального соленоида токамака, сигналов на магнитных петлях и зондах, тока плазмы, по полученным значениям которых моделируют восстановление равновесия плазмы в токамаке с использованием кода восстановления, для применения его в обратной связи,

отличающийся тем, что при построении обратной связи используют динамическую линейную модель плазмы в токамаке с переменными параметрами,

при этом входными сигналами линейной модели являются значения векторов напряжения на обмотках полоидального поля и центрального соленоида токамака, обеспечивающих магнитную связь с плазмой, а

выходные сигналы линейной модели в каждый момент времени представляют собой одномерный массив значений изменения векторов тока плазмы, токов в обмотках полоидального поля и центрального соленоида, сигналы на магнитных петлях и зондах, сигналы, пропорциональные вертикальному и горизонтальному смещению магнитной оси плазмы или центра тока плазменного шнура,

полученный одномерный массив значений суммируют с аналогичными значениями массива сценарных сигналов, соответствующих заданному расположению сепаратрисы плазмы на диверторной фазе плазменного разряда в каждый момент времени, в результате чего формируют входные сигналы кода восстановления равновесия плазмы, основанного на решении нелинейной обратной краевой задачи, а на выходе кода восстановления получают сигналы, пропорциональные входным сигналам регулятора формы и тока плазмы, которые подают на вход регулятора и тем самым замыкают обратную связь, в результате чего получают полную модель системы управления формой плазмы в каждый момент времени.

2. Способ моделирования по п. 1, отличающийся тем, что выходные сигналы регулятора тока и формы плазмы соответствуют значениям токов в обмотках полоидального поля и центрального соленоида.

3. Способ моделирования по п. 2, отличающийся тем, что выходные сигналы регулятора формы и тока плазмы подают на вход каскадов управления токами в обмотках полоидального поля и центрального соленоида токамака.

4. Способ моделирования по п. 1, отличающийся тем, что в качестве линейной модели используют линейную модель плазмы, основанную на векторно-матричном дифференциальном уравнении Кирхгофа с переменными коэффициентами.

5. Способ моделирования по п. 4, отличающийся тем, что используют код восстановления, основанный на уравнении Града-Шафранова или на подвижных бесконечно тонких кольцевых витках, лежащих в горизонтальной плоскости.