RU2799504C1 - Automatic control system for the supply of producer and process gases in various modes of operation of a tokamak-type plant - Google Patents

Automatic control system for the supply of producer and process gases in various modes of operation of a tokamak-type plant Download PDF

Info

Publication number
RU2799504C1
RU2799504C1 RU2023104258A RU2023104258A RU2799504C1 RU 2799504 C1 RU2799504 C1 RU 2799504C1 RU 2023104258 A RU2023104258 A RU 2023104258A RU 2023104258 A RU2023104258 A RU 2023104258A RU 2799504 C1 RU2799504 C1 RU 2799504C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
channel
unit
digital
tokamak
transmitting
Prior art date
Application number
RU2023104258A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Михайлович Соколов
Александр Георгиевич Качкин
Галина Борисовна Игонькина
Эдуард Наилевич Хайрутдинов
Original Assignee
Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Filing date
Publication date
Application filed by Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") filed Critical Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Application granted granted Critical
Publication of RU2799504C1 publication Critical patent/RU2799504C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: controlled thermonuclear fusion.
SUBSTANCE: means for automated control of production processes in the field of controlled thermonuclear fusion implemented on plants of the tokamak type. The automatic control system for the inlet of producer and process gases in various modes of operation of a tokamak-type plant consists of a vacuum chamber, which is connected via a channel for controlling the glow discharge current in the process gas to a unit of the system for cleaning the chamber with a glow discharge, which is connected via a digital channel for transmitting the gas pressure setpoint to a mismatch signal calculation unit, through the pressure control channel in the preliminary gas purge mode with the producer gas pressure control system unit before breakdown. The mismatch signal calculation unit and the universal controller are interconnected by a digital mismatch signal transmission channel and form a multipurpose real-time controller. Moreover, a multipurpose real-time controller, a digital-to-analog converter unit, an analog-to-digital converter unit and a reflective memory module unit form a crate with a controller and interfaces.
EFFECT: implementation of an automatic process for controlling the inlet of producer and process gases into the installation in various operating modes of the tokamak by cascade control of piezoelectric valves using a controller with a multipurpose regulator.
1 cl, 3 dwg

Description

Область техникиTechnical field

Изобретение относится к средствам автоматизированного управления технологическими процессами в области управляемого термоядерного синтеза и может быть реализована на установках типа токамак.The invention relates to means for automated control of technological processes in the field of controlled thermonuclear fusion and can be implemented on installations of the tokamak type.

Уровень техникиState of the art

Для подачи в вакуумную камеру токамака рабочих и технологических газов используются быстродействующие нечувствительные к магнитным полям пьезоэлектрические клапаны, пропускная способность которых зависит от приложенного напряжения.To supply working and process gases to the vacuum chamber of the tokamak, fast-acting piezoelectric valves insensitive to magnetic fields are used, the throughput of which depends on the applied voltage.

Основными недостатками используемых пьезоклапанов являются частично нелинейная зависимость пропускной способности от величины приложенного напряжения, изменение этой зависимости в процессе эксплуатации клапана, а также снижение ресурса клапана в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) при циклическом полном открытии/закрытии клапана.The main disadvantages of the piezo valves used are the partially non-linear dependence of the throughput on the magnitude of the applied voltage, the change in this dependence during the operation of the valve, as well as the decrease in the valve life in the pulse-width modulation (PWM) mode with a cyclic full opening / closing of the valve.

Из уровня техники известны системы напуска газов в установки типа токамак с применением единичных пьезоклапанов с частично нелинейными характеристиками.From the prior art, systems for puffing gases into tokamak-type installations using single piezo valves with partially non-linear characteristics are known.

Известно устройство регулирования газонапуска в плазму (авторское свидетельство SU 13 76791), состоящая из диагностики магнитогидродинамической активности плазмы, цифро-аналогового регулятора и одного пьезоэлектрического клапана.A device for regulating the gas discharge into the plasma (author's certificate SU 13 76791) is known, consisting of the diagnosis of the magnetohydrodynamic activity of the plasma, a digital-to-analog controller and one piezoelectric valve.

Известна система управления электронной плотностью плазмы на установках типа токамак» (патент на изобретение RU 2654518), состоящая из СВЧ интерферометра, с опорным каналом и основным каналом, проходящим через камеру токамака, на одном конце которого установлена лампа обратной волны, соединенная каналом сигнала модуляции с генератором модулирующего сигнала, а на другом - блок детекторов, соединенный с опорным каналом интерферометра и через блок усилителей и модулем определения разности вычисленного и заданного значений фазы с управляемым источником напряжения, выход которого соединен с пьезоклапаном газонапуска, при этом модуль определения разности вычисленного и заданного значений фазы соединен с АРМ оператора, отличающаяся тем, что модуль определения разности вычисленного и заданного значений фазы выполнен в виде аппаратно-программного комплекса, состоящего из генератора модулирующего сигнала, соединенного каналом модуляции волны с лампой обратной волны, модуля синхронизации, соединенного по входу каналами сигнала синхронизации начала газонапуска и сигнала синхронизации запуска интерферометра с АРМ оператора, блока оцифровки сигнала, вход которого соединен с блоком усиления и фильтрации, а выход с первым входом блока вычисления фазового набега, второй вход которой соединен с выходом модуля синхронизации, а выход с первым входом блока управления, второй вход которого соединен каналом связи с установленной на АРМ модулем программы электронной плотности плазмы, а выход через блок согласования цифровых и аналоговых сигналов со входом управляемого источника напряжения.A known system for controlling the electron density of plasma in installations of the tokamak type "(patent for invention RU 2654518), consisting of a microwave interferometer, with a reference channel and the main channel passing through the tokamak chamber, at one end of which a backward wave lamp is installed, connected by a modulation signal channel with modulating signal generator, and on the other - a block of detectors connected to the reference channel of the interferometer and through the block of amplifiers and a module for determining the difference between the calculated and set values of the phase with a controlled voltage source, the output of which is connected to the piezo valve of the gas inlet, while the module for determining the difference between the calculated and set values phase is connected to the operator's workstation, characterized in that the module for determining the difference between the calculated and set phase values is made in the form of a hardware-software complex consisting of a modulating signal generator connected by a wave modulation channel to a reverse wave lamp, a synchronization module connected by input channels of the synchronization signal the start of gas purge and the synchronization signal for starting the interferometer from the operator's workstation, the signal digitizing unit, the input of which is connected to the amplification and filtering unit, and the output to the first input of the phase incursion calculation unit, the second input of which is connected to the output of the synchronization module, and the output to the first input of the control unit , the second input of which is connected by a communication channel with the plasma electron density program installed on the workstation, and the output through the digital and analog signal matching unit with the input of a controlled voltage source.

Главным недостатком таких систем является зависимость потока газа от отработанного ресурса и нелинейная зависимость пропускной способности клапана, что ухудшает точность регулирования.The main disadvantage of such systems is the dependence of the gas flow on the spent resource and the non-linear dependence of the valve throughput, which worsens the accuracy of regulation.

Основным отличием предлагаемого решения от вышеназванных патентов является возможность эффективного управления не одиночным пьезоклапаном, а группой пьезоклапанов (что является необходимым для крупных установок типа тоакмак), не только в режиме управления электрооной плотности плазмы во время плазменного эксперимента, но и в режимах подготовки камеры чисткой тлеющим разрядом и напуска рабочего газа для пробоя на стадии роста тока плазмы, используя один унифицированный регулятор и контроллер.The main difference between the proposed solution and the above-mentioned patents is the ability to effectively control not a single piezo valve, but a group of piezo valves (which is necessary for large installations such as toakmak), not only in the mode of controlling the electron density of the plasma during the plasma experiment, but also in the modes of preparing the chamber by cleaning with smoldering discharge and puffing of the working gas for breakdown at the stage of plasma current growth, using one unified regulator and controller.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение является повышение эффективности подготовки токамака к разряду и увеличение стабильности плазменных разрядов с использованием одного унифицированного регулятора.The technical problem to be solved by the claimed invention is to increase the efficiency of preparing the tokamak for discharge and increase the stability of plasma discharges using one unified regulator.

Раскрытие сущности изобретенияDisclosure of the essence of the invention

Техническим результатом является реализация автоматического процесса управления напуском рабочих и технологических газов в установку в различных режимах работы токамака путем каскадного управления пьезоэлектрическими клапанами с помощью контроллера с унифицированным регулятором.The technical result is the implementation of an automatic process for controlling the inlet of working and process gases into the installation in various operating modes of the tokamak by cascade control of piezoelectric valves using a controller with a unified regulator.

Для достижения технического результата предложена Система автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак, состоящая из вакуумной камеры токамака, которая соединена по каналу управления током тлеющего разряда в технологическом газе с блоком системы чистки камеры тлеющим разрядом, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу управления давлением в режиме предварительного газонапуска с блоком системы управления давлением рабочего газа перед пробоем, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу управления электронной плотностью плазмы с блоком системы управления электронной плотностью плазмы, который по цифровому каналу передачи уставки по электронной плотности плазмы соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу регистрации аналоговых сигналов диагностики СВЧ-интерферометра с блоком регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра, который по цифровому каналу передачи действующего значения электронной плотности плазмы соединен с блоком модуля рефлективной памяти, который по цифровому каналу передачи текущего значения электронной плотностью плазмы соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу измерения давления газа с датчиками давления газа, которые по аналоговому каналу передачи действующего значения давления газа соединены с блоком аналого-цифрового преобразователя, который по цифровому каналу передачи действующего значения давления газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, при этом блок вычисления сигнала рассогласования и универсальный регулятор, связанные между собой цифровым каналом передачи сигнала рассогласования образуют универсальный контроллер реального времени, который по цифровому каналу передачи управляющего воздействия соединен с блоком цифро-аналогового преобразователя, при этом, универсальный контроллер реального времени, блок цифро-аналогового преобразователя, блок аналого-цифрового преобразователя и блок модуля рефлективной памяти образуют крейт с контроллером и интерфейсами, который по аналоговому каналу передачи управляющего воздействия соединен с блоком преобразования сигналов, который по аналоговому каналу передачи управляющего напряжения соединен с группой из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов, включающей линейкиTo achieve the technical result, a system for automatic control of the inlet of working and process gases in various modes of operation of a tokamak-type installation is proposed, consisting of a tokamak vacuum chamber, which is connected via a channel for controlling the glow discharge current in the process gas with a unit for cleaning the chamber with a glow discharge, which, via a digital channel, transmission of the gas pressure setpoint is connected to the mismatch signal calculation unit, through the pressure control channel in the preliminary gas purge mode with the unit of the working gas pressure control system before breakdown, which is connected to the mismatch signal calculation unit through the digital channel for transmitting the gas pressure setpoint, through the control channel of the electronic plasma density with a control system unit for the plasma electron density, which is connected via a digital channel for transmitting a setpoint for the plasma electron density to a mismatch signal calculation unit, via a channel for recording analog diagnostic signals of a microwave interferometer with a unit for recording and real-time calculation of the plasma electron density from diagnostic signals Microwave interferometer, which is connected via a digital channel for transmitting the current value of the plasma electron density to a reflective memory module unit, which is connected via a digital channel for transmitting the current value of the plasma electron density to a mismatch signal calculation unit, via a gas pressure measurement channel with gas pressure sensors, which are analog channel for transmitting the effective value of gas pressure is connected to an analog-to-digital converter unit, which is connected via a digital channel for transmitting the effective value of gas pressure to a unit for calculating the error signal, while the unit for calculating the error signal and the universal regulator, interconnected by a digital channel for transmitting the error signal, form a universal real-time controller, which is connected to a digital-to-analog converter unit via a digital channel for transmitting a control action, while the universal real-time controller, a digital-to-analog converter unit, an analog-to-digital converter unit and a reflective memory module unit form a crate with a controller and interfaces , which is connected via an analog channel for transmitting a control action to a signal conversion unit, which is connected via an analog channel for transmitting a control voltage to a group of 12 high-speed piezo valves, including rulers

пьезоэлектрических клапанов, которая по пневматическому каналу подачи газа в вакуумную камеру соединена с вакуумной камерой токамака, при этом, газонапуск в вакуумную камеру токамака осуществляется из хранилища рабочего и технологического газов, соединенного с блоком газоподготовки через быстродействующие пьезоэлектрические клапаны, каскадное управление которыми осуществляется универсальным регулятором, соединенным с блоком цифро-аналогового преобразователя, соединенным с блоком преобразования сигналов.piezoelectric valves, which is connected to the vacuum chamber of the tokamak through a pneumatic channel for supplying gas to the vacuum chamber, while gas is supplied to the vacuum chamber of the tokamak from the storage of working and process gases, connected to the gas preparation unit through high-speed piezoelectric valves, cascade control of which is carried out by a universal regulator, connected to the digital-to-analog converter unit connected to the signal conversion unit.

Краткое описание чертежейBrief description of the drawings

На фиг. 1 показана структурная схема системы автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак, где:In FIG. 1 shows a block diagram of the automatic control system for the admission of working and process gases in various modes of operation of a tokamak-type plant, where:

1 - блок системы чистки камеры тлеющим разрядом;1 - block of the system for cleaning the chamber with a glow discharge;

2 - блок системы управления давлением рабочего газа перед пробоем;2 - block of the working gas pressure control system before breakdown;

3 - блок системы управления электронной плотностью плазмы;3 - block of the plasma electron density control system;

4 - вакуумная камера токамака;4 - vacuum chamber of the tokamak;

5 - блок вычисления сигнала рассогласования;5 - block for calculating the error signal;

6 - универсальный регулятор;6 - universal regulator;

7 - блок цифро-аналогового преобразователя (ЦАП);7 - block of digital-to-analog converter (DAC);

8 - блок преобразования сигналов;8 - signal conversion unit;

9 - группа из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов;9 - a group of 12 high-speed piezo valves;

10 - датчики давления газа;10 - gas pressure sensors;

11 - блок регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра;11 - unit for recording and calculating in real time the electron density of the plasma according to the diagnostic signals of the microwave interferometer;

12 - блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП);12 - block of analog-to-digital converter (ADC);

13 - универсальный контроллер реального времени;13 - universal real-time controller;

14 - канал управления током тлеющего разряда в технологическом газе;14 - channel for controlling the glow discharge current in the process gas;

15 - канал управления давлением в режиме предварительного газонапуска;15 - pressure control channel in the preliminary gas purge mode;

16 - канал управления электронной плотностью плазмы;16 - channel for controlling the electron density of the plasma;

17 - канал регистрации аналоговых сигналов диагностики СВЧ-интерферометра;17 - channel for recording analog diagnostic signals of the microwave interferometer;

18 - канал измерения давления газа;18 - channel for measuring gas pressure;

19 - аналоговый канал передачи действующего значения давления газа;19 - analog channel for transmission of the current value of gas pressure;

20 - цифровой канал передачи действующего значения электронной плотности плазмы;20 - digital channel for transmitting the effective value of the electron density of the plasma;

21 - цифровой канал передачи действующего значения давления газа;21 - digital channel for transmitting the current value of gas pressure;

22 - цифровой канал передачи уставки по давлению газа;22 - digital channel for transmission of the gas pressure setting;

23 - цифровой канал передачи уставки по давлению газа;23 - digital channel for transmission of the gas pressure setting;

24 - цифровой канал передачи уставки по электронной плотности плазмы;24 - digital channel for transmitting the setpoint for the electron density of the plasma;

25 - цифровой канал передачи сигнала рассогласования;25 - digital channel for transmitting the error signal;

26 - цифровой канал передачи управляющего воздействия;26 - digital channel for transmitting the control action;

27 - аналоговый канал передачи управляющего воздействия;27 - analog channel for transmission of the control action;

28 - аналоговый канал передачи управляющего напряжения;28 - analog channel for transmitting control voltage;

29 - пневматический канал подачи газа в вакуумную камеру;29 - pneumatic channel for supplying gas to the vacuum chamber;

30 - крейт с контроллером и интерфейсами;30 - crate with controller and interfaces;

31 - сетевой канал обмена данными с центральной системой управления токамака;31 - network channel for data exchange with the central control system of the tokamak;

32 - блок модуля рефлективной памяти;32 - block of the reflective memory module;

33 - цифровой канал передачи текущего значения электронной плотностью плазмы.33 - digital channel for transmitting the current value of the plasma electron density.

На фиг. 2 показана структурная схема, на которой поясняется принцип каскадного управления клапанами, где:In FIG. 2 is a block diagram that explains the principle of cascaded valve control, where:

4 - вакуумная камера токамака;4 - vacuum chamber of the tokamak;

6 - универсальный регулятор;6 - universal regulator;

7 - блок цифро-аналогового преобразователя (ЦАП);7 - block of digital-to-analog converter (DAC);

8 - блок преобразования сигналов;8 - signal conversion unit;

9 - группа из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов;9 - a group of 12 high-speed piezo valves;

34 - хранилище рабочего и технологического газов;34 - storage of working and process gases;

35 - блок газоподготовки;35 - gas treatment unit;

36…39 - линейки пьезоэлектрических клапанов;36…39 - lines of piezoelectric valves;

40…51 - быстродействующий пьезоэлектрический клапан.40…51 - high-speed piezoelectric valve.

На фиг. 3 показан график выбора линейного участка диапазона регулирования пьезоэлектрического клапана.In FIG. 3 shows a graph for selecting a linear portion of the control range of a piezoelectric valve.

Осуществление изобретенияImplementation of the invention

Система автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак показанная на фиг.1 состоит из вакуумной камеры токамака 4, которая соединена по каналу управления током тлеющего разряда в технологическом газе 14 с блоком системы чистки камеры тлеющим разрядом 1, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа 22 соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, по каналу управления давлением в режиме предварительного газонапуска 15 с блоком системы управления давлением рабочего газа перед пробоем 2, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа 23 соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, по каналу управления электронной плотностью плазмы 16 с блоком системы управления электронной плотностью плазмы 3, который по цифровому каналу передачи уставки по электронной плотности плазмы соединен 24 с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, по каналу регистрации аналоговых сигналов диагностики СВЧ-интерферометра 17 с блоком регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра 11, который по цифровому каналу передачи действующего значения электронной плотности плазмы 20 соединен с блоком модуля рефлективной памяти 32, который по цифровому каналу передачи текущего значения электронной плотностью плазмы 33 соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, по каналу измерения давления газа 18 с датчиками давления газа 10, которые по аналоговому каналу передачи действующего значения давления газа 19 соединены с блоком аналого-цифрового преобразователя 12, который по цифровому каналу передачи действующего значения давления газа 21 соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, при этом блок вычисления сигнала рассогласования 5 и универсальный регулятор 6, связанные между собой цифровым каналом передачи сигнала рассогласования 25 образуют универсальный контроллер реального времени 13, который по цифровому каналу передачи управляющего воздействия 26 соединен с блоком цифро-аналогового преобразователя 7, при этом, универсальный контроллер реального времени 13, блок цифро-аналогового преобразователя 7, блок аналого-цифрового преобразователя 12 и блок модуля рефлективной памяти 32 образуют крейт с контроллером и интерфейсами 30, который по аналоговому каналу передачи управляющего воздействия 27 соединен с блоком преобразования сигналов 8, который по аналоговому каналу передачи управляющего напряжения 28 соединен с группой из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов 9, включающей линейки пьезоэлектрических клапанов 36-39, которая по пневматическому каналу подачи газа в вакуумную камеру 29 соединена с вакуумной камерой токамака 4, при этом, газонапуск в вакуумную камеру токамака 4 осуществляется из хранилища рабочего и технологического газов 34, соединенного с блоком газоподготовки 35 через быстродействующие пьезоэлектрические клапаны 40-51, каскадное управление которыми осуществляется универсальным регулятором 6, соединенным с блоком цифро-аналогового преобразователя 7, соединенным с блоком преобразования сигналов 8.The automatic control system for the inlet of working and process gases in various modes of operation of a tokamak-type installation shown in figure 1 consists of a tokamak vacuum chamber 4, which is connected via a control channel for the glow discharge current in the process gas 14 with a unit of the system for cleaning the chamber with a glow discharge 1, which is digital channel for transmitting the gas pressure setpoint 22 is connected to the mismatch signal calculation unit 5, through the pressure control channel in the preliminary gas purge mode 15 with the unit of the working gas pressure control system before breakdown 2, which is connected to the calculation unit via the digital channel for transmitting the gas pressure setpoint 23 error signal 5, via the plasma electron density control channel 16 with the plasma electron density control system unit 3, which is connected 24 via a digital channel for transmitting the plasma electron density setpoint to the error signal calculation unit 5, via the channel for recording analog diagnostic signals of the microwave interferometer 17 s a unit for recording and calculating in real time the electron density of the plasma according to the diagnostic signals of the microwave interferometer 11, which is connected via a digital channel for transmitting the current value of the electron density of the plasma 20 to the block of the reflective memory module 32, which is connected via a digital channel for transmitting the current value of the electron density of the plasma 33 to mismatch signal calculation unit 5, through the gas pressure measurement channel 18 with gas pressure sensors 10, which are connected to the analog-to-digital converter unit 12 via the analog channel for transmitting the effective value of gas pressure 12, which is connected to the unit via the digital channel for transmitting the effective value of gas pressure 21 error signal calculation 5, wherein the error signal calculation unit 5 and the universal controller 6, interconnected by a digital error signal transmission channel 25, form a universal real-time controller 13, which is connected to the digital-to-analog converter unit 7 via a digital control action transmission channel 26, at the same time, the universal real-time controller 13, the digital-to-analog converter unit 7, the analog-to-digital converter unit 12 and the reflective memory module unit 32 form a crate with a controller and interfaces 30, which is connected to the signal conversion unit 8 via an analog control action transmission channel 27 , which is connected via an analog control voltage transmission channel 28 to a group of 12 high-speed piezo valves 9, including a line of piezoelectric valves 36-39, which is connected to the tokamak vacuum chamber 4 via a pneumatic channel for supplying gas to the vacuum chamber 29; The vacuum chamber of the tokamak 4 is carried out from the storage of the working and process gases 34, connected to the gas preparation unit 35 through high-speed piezoelectric valves 40-51, the cascade control of which is carried out by the universal regulator 6, connected to the digital-to-analog converter unit 7, connected to the signal conversion unit 8.

Ядром системы является универсальный контроллер реального времени 13, состоящий из модуля вычисления сигнала рассогласования 5 и универсального регулятора 6. Блок цифро-аналогового преобразователя 7 преобразует цифровые сигналы с универсального регулятора в унифицированные аналоговые сигналы, а действующее значение давления газа, измеренное датчиками давления 10 и действующее значение электронной плотности плазмы, вычисленное с помощью блока регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра 11 вводятся в блок вычисления рассогласования 5 через блок аналого-цифрового преобразователя 12 и модуль рефлективной памяти 32. Все вышеперечисленное оборудование устанавливается в крейте 30.The core of the system is a universal real-time controller 13, consisting of a mismatch signal calculation module 5 and a universal controller 6. The digital-to-analog converter unit 7 converts digital signals from the universal controller into unified analog signals, and the actual value of gas pressure measured by pressure sensors 10 and the current the value of the plasma electron density calculated using the unit for recording and calculating in real time the electron density of the plasma according to the diagnostic signals of the microwave interferometer 11 is entered into the mismatch calculation unit 5 through the analog-to-digital converter unit 12 and the reflective memory module 32. All of the above equipment is installed in the crate thirty.

На фиг. 2 показан принцип каскадного управления клапанами.In FIG. 2 shows the principle of cascaded valve control.

Описываемая система реализует автоматический процесс управления напуском рабочих и технологических газов в вакуумную камеру токамака в режимах чистки камеры тлеющим разрядом, предварительного напуска рабочего газа (для пробоя на стадии роста тока плазмы) и управления электронной плотностью плазмы в квазистационарном режиме разряда путем каскадного управления группой, из 12-ти быстродействующих пьезоэлектрических клапанов 9, расположенных на четырех линейках (по 3 клапана на каждой) с помощью унифицированного регулятора 6, использующего входной сигнал рассогласования соответствующий режиму управления источники данных: сигналы с датчиков давления газа в камере или значения электронной плотности плазмы ne, рассчитанные в реальном времени по сигналам диагностики СВЧ-интерферометрии, для обратной связи и уставки по давлению или электронной плотности с учетом специфики и особенностей каждого режима, что позволяет вычислять общий поток рабочего или технологического газа, необходимый в текущий момент времени и формировать соответствующие управляющие воздействия на пьезоклапаны.The described system implements an automatic process of controlling the inlet of working and technological gases into the vacuum chamber of the tokamak in the modes of cleaning the chamber with a glow discharge, preliminary inlet of the working gas (for breakdown at the stage of plasma current growth) and control of the plasma electron density in the quasi-stationary discharge mode by cascade control of the group, from 12 high-speed piezoelectric valves 9 located on four lines (3 valves each) with the help of a unified controller 6, using the error input signal corresponding to the control mode data sources: signals from gas pressure sensors in the chamber or plasma electron density values n e , calculated in real time based on microwave interferometry diagnostic signals, for feedback and setpoints for pressure or electron density, taking into account the specifics and features of each mode, which allows you to calculate the total flow of the working or process gas required at the current time and form the appropriate control actions on piezo valves.

Для решения задач системы напуска газа во всех 3-х режимах функционирования система позволяет использовать один унифицированный регулятор с общим набором параметров на одном контроллере. Для каждого пьезоклапана может задаваться коэффициент участия в регулировании, и диапазон напряжений для регулирования, попадающий на относительно линейный участок передаточной функции клапана.To solve the problems of the gas inlet system in all 3 operating modes, the system allows using one unified controller with a common set of parameters on one controller. For each piezovalve, the coefficient of participation in the regulation, and the voltage range for regulation, falling on the relatively linear section of the valve transfer function, can be set.

В основе регулятора лежит пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор. В системе может использоваться пропорциональный контроль, когда коэффициенты, соответствующие дифференциальной и интегральной составляющей выходного сигнала регулятора, выбираются так, чтобы свести вклад этих составляющих к нулю. Может использоваться дифференциальный контроль, который позволяет реагировать системе обратной связи на быстрые изменения или интегральный контроль, который помогает предотвратить медленное увеличение отклонения от заданной величины.The controller is based on proportional-integral-derivative (PID) controller. The system can use proportional control, when the coefficients corresponding to the differential and integral components of the output signal of the regulator are chosen so as to reduce the contribution of these components to zero. Differential control can be used, which allows the feedback system to respond to rapid changes, or integral control, which helps prevent a deviation from the setpoint from slowly increasing.

В управляющем контуре с обратной связью в качестве сигнала рассогласования, в зависимости от режима работы токамака, используется разность между заданным и фактическим значениями давления газа или электронной плотности плазмы ne. В результате, в ПИД-регуляторе формируется сигнал управляющего воздействия, пропорциональный необходимому суммарному потоку используемого газа в данный момент времени. Далее этот сигнал может с учетом индивидуальных коэффициентов участия пьезоклапанов преобразовываться в напряжения, подаваемые на пьезоклапаны, которые либо открывают, либо закрывают пьезоклапаны на определенную величину от верхнего до нижнего значения границы по управляющему напряжению. Усиление потока газа (увеличение открытия клапанов) увеличивает значение давления газа, а уменьшение потока газа (уменьшение открытия клапанов) приводит к снижению давления газа в камере. Равновесие по давлению обеспечивается за счет постоянно работающей системы вакуумной откачки камеры.Depending on the operating mode of the tokamak, the error signal in the control loop with feedback uses the difference between the set and actual values of the gas pressure or plasma electron density n e . As a result, a control signal is generated in the PID controller, which is proportional to the required total flow of the gas used at a given time. Further, this signal can, taking into account the individual coefficients of participation of the piezo valves, be converted into voltages applied to the piezo valves, which either open or close the piezo valves by a certain amount from the upper to the lower value of the control voltage limit. Increasing the gas flow (increasing the opening of the valves) increases the value of the gas pressure, and reducing the gas flow (reducing the opening of the valves) leads to a decrease in the gas pressure in the chamber. The pressure balance is ensured by a constantly operating chamber vacuum pumping system.

Из универсального регулятора 6 через блок цифро-аналогового преобразователя 7 на вход блока преобразования сигналов поступают индивидуальные уровни открывающих напряжений.From the universal regulator 6, through the digital-to-analog converter unit 7, individual levels of opening voltages are fed to the input of the signal conversion unit.

С выхода преобразователей сигналы открывающих напряжений поступают на быстродействующие пьезоэлектрические клапаны 40…51, которые собраны параллельно по 3 в 4 линейки пьезоэлектрических клапанов 36-39.From the output of the transducers, the signals of opening voltages are fed to high-speed piezoelectric valves 40 ... 51, which are assembled in parallel in 3 to 4 lines of piezoelectric valves 36-39.

Рабочий или технологический газы из хранилища рабочего и технологического газов 34 поступают для смешивания в блок газоподготовки 35, а оттуда по четырем параллельным трубопроводам поступают на входы четырех линеек пьезоэлектрических клапанов 36-39. С каждого клапана по отдельному каналу газ поступает в вакуумную камеру токамака.The working or process gases from the storage of working and process gases 34 are supplied for mixing to the gas preparation unit 35, and from there they are fed through four parallel pipelines to the inputs of four lines of piezoelectric valves 36-39. From each valve, through a separate channel, the gas enters the vacuum chamber of the tokamak.

Давление в камере измеряется датчиком давления 10, а электронная плотность ne рассчитывается в реальном времени по данным диагностики СВЧ-интерферометрии. Действующие значение давления и электронной плотности поступают в блок вычисления сигнала рассогласования 5, а вычисленный сигнал рассогласования в универсальный регулятор 6.The pressure in the chamber is measured by the pressure sensor 10, and the electron density n e is calculated in real time according to the microwave interferometry diagnostic data. The actual values of pressure and electron density are fed to the mismatch signal calculation unit 5, and the calculated mismatch signal to the universal controller 6.

Для управления клапаном экспериментальным путем определяется линейный участок диапазона регулирования и устанавливаются нижняя (Umin) и верхняя (Umax) границы по управляющему напряжению, внутри которых находится этот линейный участок (см. фиг. 3). Границы диапазона регулирования, наряду с подобранными коэффициентами ПИД-регулятора являются общими для всех 3-х рассматриваемых режимов работы системы.To control the valve, the linear section of the control range is experimentally determined and the lower (U min ) and upper (U max ) boundaries for the control voltage are set, within which this linear section is located (see Fig. 3). The boundaries of the control range, along with the selected coefficients of the PID controller, are common for all 3 considered modes of operation of the system.

Для уменьшения ошибки, связанной с нелинейностью и различностью характеристик пьезоклапанов, используется каскадное включение пьезоклапанов таким образом, что минимизируется количество пьезоэлектрических клапанов, одновременно задействованных в плавном регулировании потока рабочего газа в текущий момент времени (при этом остальные пьезоклапаны находятся в полностью открытом или полностью закрытом состоянии), для этого дополнительный блок регулятора преобразует выходную уставку ПИД-регулятора в количество полностью открытых пьезоклапанов и уставку для управления потоком одного (максимум 4-х, по числу линеек) клапанов.To reduce the error associated with the non-linearity and difference in the characteristics of the piezo valves, the cascade connection of the piezo valves is used in such a way that the number of piezoelectric valves simultaneously involved in the smooth regulation of the working gas flow at the current time is minimized (while the remaining piezo valves are in a fully open or fully closed state ), to do this, the additional controller unit converts the output setpoint of the PID controller into the number of fully open piezo valves and the setpoint to control the flow of one (maximum 4, according to the number of lines) valves.

В режиме очистки вакуумной камеры токамака 4 тлеющим разрядом технологическими газами (аргон, гелий и др.) управление газонапуском в камеру осуществляется по заданным системой чистки камеры тлеющим разрядом уставкам давления технологического газа с помощью унифицированного регулятора с обратной связью по датчику давления в камере токамака. Сигнал рассогласования вычисляется на основании программного и измеренного значений давления технологического газа. Возможен режим логико-программного управления без обратной связи по давлению, когда на пьезоклапаны подаются сигналы в соответствии с заданной программой давления.In the mode of cleaning the vacuum chamber of the tokamak 4 by a glow discharge with process gases (argon, helium, etc.), the control of gas inlet into the chamber is carried out according to the process gas pressure settings set by the chamber cleaning system with a glow discharge using a unified regulator with feedback on the pressure sensor in the tokamak chamber. The error signal is calculated from the programmed and measured process gas pressures. A logical-program control mode without pressure feedback is possible, when signals are applied to the piezo valves in accordance with a predetermined pressure program.

В режиме предварительного напуска рабочего газа в вакуумную камеру токамака перед стартом циклограммы эксперимента осуществляется напуск топлива - смеси рабочих газов (водород, дейтерий) по уставкам давления рабочего газа в камере перед пробоем из сценария разряда. Регулирование осуществляется до достижения и удержания в камере токамака заданного давления газа в течение заданного времени с помощью унифицированного регулятора с обратной связью по датчику давления в камере токамака. Равновесие по давлению обеспечивается за счет постоянно работающей системы вакуумной откачки камеры. Сигнал рассогласования вычисляется на основании программного и измеренного значений давления рабочего газа. Возможен режим логико-программного управления без обратной связи по давлению, когда на пьезоклапаны подаются сигналы в соответствии с заданной программой давления.In the mode of preliminary puffing of the working gas into the vacuum chamber of the tokamak, before the start of the cyclogram of the experiment, fuel is puffed - a mixture of working gases (hydrogen, deuterium) according to the pressure settings of the working gas in the chamber before breakdown from the discharge scenario. The regulation is carried out until the specified gas pressure in the tokamak chamber is reached and maintained for a specified time using a unified regulator with feedback on the pressure sensor in the tokamak chamber. The pressure balance is ensured by a constantly operating chamber vacuum pumping system. The discrepancy signal is calculated on the basis of the programmed and measured values of the working gas pressure. A logical-program control mode without pressure feedback is possible, when signals are applied to the piezo valves in accordance with a predetermined pressure program.

В режиме поддержания электронной плотности плазмы во время разряда, управление напуском рабочего газа (топлива) в камеру токамака осуществляется по сигналу рассогласования в соответствии с заданными в сценарии разряда и фактическими значениями электронной плотности плазмы ne, вычисляемым в реальном времени по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра. Принцип работы СВЧ-интерферометра основан на том, что суммарный набег фазы Δϕ зондирующих плазму электромагнитных колебаний монохроматического СВЧ-излучения зависит от электронной плотности плазмы ne вдоль отрезка зондирования

Figure 00000001
и пропорционален
Figure 00000002
Усиление потока рабочего газа во время плазменного разряда (увеличение открытия клапанов) увеличивает значение электронной плотности плазмы, а уменьшение потока газа (уменьшение открытия клапанов) приводит к снижению электронной плотности плазмы.In the mode of maintaining the electron density of the plasma during the discharge, the control of the inlet of the working gas (fuel) into the chamber of the tokamak is carried out according to the mismatch signal in accordance with the values specified in the discharge scenario and the actual values of the electron density of the plasma n e , calculated in real time from the diagnostic signals of the microwave interferometer . The operating principle of a microwave interferometer is based on the fact that the total phase shift Δϕ of electromagnetic oscillations of monochromatic microwave radiation probing the plasma depends on the plasma electron density n e along the probing segment
Figure 00000001
and proportional
Figure 00000002
An increase in the working gas flow during a plasma discharge (increasing the opening of the valves) increases the electron density of the plasma, and a decrease in the gas flow (decrease in the opening of the valves) leads to a decrease in the electron density of the plasma.

Унифицированный регулятор также может выступать в роли блока программы циклограммы в режиме без обратной связи, выдавая управляющие воздействия по заранее заданной (или взятой из предыдущего эксперимента) таблице уставок.The unified regulator can also act as a program block of a cyclogram in the open-loop mode, issuing control actions according to a predetermined (or taken from a previous experiment) table of settings.

Выбор того или иного режима работы всех компонентов системы газонапуска осуществляется путем передачи по сети Ethernet от центральной системы управления токамаком параметров регулятора, режима работы и степени участия пьезоклапанов.The choice of one or another mode of operation of all components of the gas purge system is carried out by transmitting over the Ethernet network from the central control system of the tokamak the parameters of the controller, the mode of operation and the degree of participation of the piezo valves.

Открытие пьезоклапана обеспечивается подачей на его пластину управляющего напряжения в рабочем диапазоне Umin…Umax, которое преобразуется из унифицированного напряжения 0…10 В на выходе ЦАП с помощью блока преобразования сигналов (управляемого источника напряжения). Возможно два режима управления клапанами:The opening of the piezo valve is ensured by applying a control voltage to its plate in the operating range U min ... U max , which is converted from a unified voltage of 0 ... 10 V at the DAC output using a signal conversion unit (controlled voltage source). There are two valve control modes:

1. Режим каскадного управления клапанами. В этом режиме клапаны на каждой линейке открываются поочередно, при этом плавное регулирование осуществляется последним открытым, а предыдущие клапаны на линейке при этом открыты в соответствии с поданным напряжением Umax, а последующие закрыты с поданным напряжением 0 В: если открыт один клапан, то плавное управление потоком осуществляется с помощью него; если открыты два клапана, то первый открывается полностью, а плавное управление потоком осуществляется вторым клапаном; если открыты три клапана, то первые два открываются полностью, а плавное управление потоком осуществляется третьим клапаном. И так для каждой из четырех линеек. Для этого выход ПИД-регулятора нормализуется в пределах от 0 до N*Umax, где N - число клапанов на линейке (приведена упрощенная формула).1. Cascade valve control mode. In this mode, the valves on each line are opened one by one, while smooth regulation is carried out by the last open one, while the previous valves on the line are open in accordance with the applied voltage U max , and the subsequent ones are closed with a applied voltage of 0 V: if one valve is open, then smooth flow control is carried out with the help of it; if two valves are open, then the first one opens completely, and the smooth flow control is carried out by the second valve; if three valves are open, the first two open fully, and the third valve controls the flow smoothly. And so for each of the four lines. To do this, the output of the PID controller is normalized within the range from 0 to N*U max , where N is the number of valves on the line (a simplified formula is given).

2. Режим пропорционального управления клапанами. В этом режиме осуществляется одновременное открытие и управление всеми клапанами. Для этого выход ПИД-регулятора нормализуется в пределах Umin…Umax, при этом для каждого клапана может быть установлена индивидуальная поправка вида: уставка×Coef+Const.2. Proportional valve control mode. In this mode, all valves are opened and controlled simultaneously. To do this, the output of the PID controller is normalized within U min ... U max , while for each valve an individual correction of the form can be set: setpoint×Coef+Const.

Данные о работе всех элементов системы записываются в базу данных: рассчитанная общая уставка по потоку газа и индивидуальные уставки на пьезоклапаны, давление в камере, рассчитанное текущее значение и требуемое значение электронной плотности плазмы, требуемое значение давления газа в камере и другая информация, необходимая для анализа результата эксперимента, противоаварийной защиты и отслеживания ключевых событий эксперимента.Data on the operation of all elements of the system are recorded in the database: the calculated total setpoint for the gas flow and individual settings for the piezo valves, the pressure in the chamber, the calculated current value and the required value of the electron density of the plasma, the required value of the gas pressure in the chamber and other information necessary for analysis the result of the experiment, emergency protection and tracking of key events of the experiment.

Таким образом, основными преимуществами предлагаемой системы являются:Thus, the main advantages of the proposed system are:

- упрощение технической и программной части системы;- simplification of the technical and software part of the system;

- настройка и использование одного общего набора коэффициентов ПИД-регулятора и параметров пьезоэлектрических клапанов (Umin, Umax, Coef, Const) для 3-х режимов работы системы;- setting and using one common set of PID controller coefficients and parameters of piezoelectric valves (U min , U max , Coef, Const) for 3 operating modes of the system;

- отсутствие необходимости использовать ШИМ управление клапанами, что повышает ресурс клапанов;- no need to use PWM valve control, which increases the life of the valves;

- улучшение точности регулирования, которая мало зависит от отработанного ресурса и нелинейной зависимости пропускной способности клапана;- improving the accuracy of regulation, which depends little on the exhausted resource and the non-linear dependence of the valve capacity;

- повышение эффективности подготовки камеры к разряду и стабильности плазменных разрядов.- increasing the efficiency of preparing the chamber for discharge and the stability of plasma discharges.

Claims (1)

Система автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак, состоящая из вакуумной камеры токамака, которая соединена по каналу управления током тлеющего разряда в технологическом газе с блоком системы чистки камеры тлеющим разрядом, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу управления давлением в режиме предварительного газонапуска с блоком системы управления давлением рабочего газа перед пробоем, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу управления электронной плотностью плазмы с блоком системы управления электронной плотностью плазмы, который по цифровому каналу передачи уставки по электронной плотности плазмы соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу регистрации аналоговых сигналов диагностики СВЧ-интерферометра с блоком регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра, который по цифровому каналу передачи действующего значения электронной плотности плазмы соединен с блоком модуля рефлективной памяти, который по цифровому каналу передачи текущего значения электронной плотностью плазмы соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу измерения давления газа с датчиками давления газа, которые по аналоговому каналу передачи действующего значения давления газа соединены с блоком аналого-цифрового преобразователя, который по цифровому каналу передачи действующего значения давления газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, при этом блок вычисления сигнала рассогласования и универсальный регулятор, связанные между собой цифровым каналом передачи сигнала рассогласования, образуют универсальный контроллер реального времени, который по цифровому каналу передачи управляющего воздействия соединен с блоком цифроаналогового преобразователя, при этом универсальный контроллер реального времени, блок цифроаналогового преобразователя, блок аналого-цифрового преобразователя и блок модуля рефлективной памяти образуют крейт с контроллером и интерфейсами, который по аналоговому каналу передачи управляющего воздействия соединен с блоком преобразования сигналов, который по аналоговому каналу передачи управляющего напряжения соединен с группой из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов, включающей линейки пьезоэлектрических клапанов, которая по пневматическому каналу подачи газа в вакуумную камеру соединена с вакуумной камерой токамака, при этом газонапуск в вакуумную камеру токамака осуществляется из хранилища рабочего и технологического газов, соединенного с блоком газоподготовки через быстродействующие пьезоэлектрические клапаны, каскадное управление которыми осуществляется универсальным регулятором, соединенным с блоком цифроаналогового преобразователя, соединенным с блоком преобразования сигналов.Automatic control system for the inlet of working and process gases in various modes of operation of a tokamak type plant, consisting of a tokamak vacuum chamber, which is connected via a channel for controlling the glow discharge current in the process gas with a unit for cleaning the chamber with a glow discharge, which, via a digital channel for transmitting the gas pressure setting connected to the mismatch signal calculation unit, through the pressure control channel in the preliminary gas purge mode to the unit of the working gas pressure control system before breakdown, which is connected to the mismatch signal calculation unit through the digital channel for transmitting the gas pressure setting, through the plasma electron density control channel to the system unit control of the plasma electron density, which is connected via a digital channel for transmitting the setpoint for the electron density of the plasma to a mismatch signal calculation unit, via a channel for recording analog diagnostic signals of a microwave interferometer with a unit for registering and calculating in real time the electron density of the plasma from diagnostic signals of a microwave interferometer, which via a digital channel for transmitting the current value of the plasma electron density is connected to a reflective memory module unit, which is connected via a digital channel for transmitting the current value of the plasma electron density to a mismatch signal calculation unit, via a gas pressure measurement channel with gas pressure sensors, which are via an analog channel for transmitting the effective value of gas pressure are connected to an analog-to-digital converter unit, which is connected via a digital channel for transmitting the effective value of gas pressure to a unit for calculating the error signal, while the unit for calculating the error signal and the universal controller, interconnected by a digital channel for transmitting the error signal, form a universal real-time controller , which is connected to the digital-to-analog converter unit via a digital channel for transmitting a control action, while the universal real-time controller, the digital-to-analog converter unit, the analog-to-digital converter unit and the reflective memory module unit form a crate with a controller and interfaces, which is connected via an analog control action transmission channel with a signal conversion unit, which is connected via an analog control voltage transmission channel to a group of 12 high-speed piezo valves, including a series of piezoelectric valves, which is connected to the vacuum chamber of the tokamak via a pneumatic channel for supplying gas to the vacuum chamber, while gas is admitted to the vacuum chamber of the tokamak from the storage of working and process gases, connected to the gas treatment unit through high-speed piezoelectric valves, which are controlled in cascade by a universal regulator connected to a digital-to-analog converter unit connected to a signal conversion unit.
RU2023104258A 2023-02-21 Automatic control system for the supply of producer and process gases in various modes of operation of a tokamak-type plant RU2799504C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2799504C1 true RU2799504C1 (en) 2023-07-05

Family

ID=

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1076841A1 (en) * 1982-11-12 1984-02-29 Предприятие П/Я А-1758 Phase-to-voltage converter
RU2229749C2 (en) * 2002-07-29 2004-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова" Method for injecting fusionable fuel in vacuum chamber of thermonuclear reactor
US20170069399A1 (en) * 2015-09-03 2017-03-09 Apollo Fusion, Inc. Hall effect assisted electron confinement in an inertial electrostatic confinement fusion reactor
RU2654518C1 (en) * 2017-08-21 2018-05-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Electronic plasma density control system at the tokamak type plants
RU2686478C1 (en) * 2018-09-24 2019-04-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method and device for optimization of working gas recycling in tokamak
US10862260B2 (en) * 2017-01-03 2020-12-08 Innoven Energy Llc Integration of direct compressor with primary laser source and fast compressor
RU2741793C2 (en) * 2017-05-04 2021-01-28 Таэ Текнолоджиз, Инк. Neutral particle beam based injector based on negative ions
US10966310B1 (en) * 2020-04-03 2021-03-30 Wisconsin Alumni Research Foundation High-energy plasma generator using radio-frequency and neutral beam power
US11450440B2 (en) * 2013-06-27 2022-09-20 Alpha Ring International Limited Systems for nuclear fusion having a fixed mounting assembly for a second reactant

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1076841A1 (en) * 1982-11-12 1984-02-29 Предприятие П/Я А-1758 Phase-to-voltage converter
RU2229749C2 (en) * 2002-07-29 2004-05-27 Федеральное государственное унитарное предприятие "Научно-исследовательский институт электрофизической аппаратуры им. Д.В. Ефремова" Method for injecting fusionable fuel in vacuum chamber of thermonuclear reactor
US11450440B2 (en) * 2013-06-27 2022-09-20 Alpha Ring International Limited Systems for nuclear fusion having a fixed mounting assembly for a second reactant
US20170069399A1 (en) * 2015-09-03 2017-03-09 Apollo Fusion, Inc. Hall effect assisted electron confinement in an inertial electrostatic confinement fusion reactor
US10862260B2 (en) * 2017-01-03 2020-12-08 Innoven Energy Llc Integration of direct compressor with primary laser source and fast compressor
RU2741793C2 (en) * 2017-05-04 2021-01-28 Таэ Текнолоджиз, Инк. Neutral particle beam based injector based on negative ions
RU2654518C1 (en) * 2017-08-21 2018-05-21 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" Electronic plasma density control system at the tokamak type plants
RU2686478C1 (en) * 2018-09-24 2019-04-29 Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" Method and device for optimization of working gas recycling in tokamak
US10966310B1 (en) * 2020-04-03 2021-03-30 Wisconsin Alumni Research Foundation High-energy plasma generator using radio-frequency and neutral beam power

Similar Documents

Publication Publication Date Title
De Oliveira et al. Constraint handing and stability properties of model‐predictive control
KR101111401B1 (en) Gas delivery method and system including a flow ratio controller using antisymmetric optimal control
Roberts et al. On an algorithm for combined system optimisation and parameter estimation
US3758762A (en) Decoupled feedforward-feedback control system
CN101713988B (en) Controller, control system and method for controlling set process variable in process
US5457625A (en) Maximizing process production rates using permanent constraints
US20040221889A1 (en) Methods, systems, and articles for controlling a fluid blending system
US5461559A (en) Hierarchical control system for molecular beam epitaxy
RU2799504C1 (en) Automatic control system for the supply of producer and process gases in various modes of operation of a tokamak-type plant
JPH04601A (en) Two-freedon degree regulator
KR0179348B1 (en) Steam turbine valve management system
US4408569A (en) Control of a furnace
US4559785A (en) Boiler control
JPS60218105A (en) Control device
Rahman et al. On‐line optimization of batch processes in the presence of measurable disturbances
CN1058339C (en) Decoupling control system for mixed heat value and pressure of coal gas
Abou Haidar et al. Modelling, implementation and control of a wind musical instrument
Kocaarslan Application of adaptive control concept in a 750 MW coal fired power plant
Gordin et al. Using the capabilities of neural networks to adapt the parameters of PID regulation in automatic control systems of low-power boilers
Abou Haidar et al. Robust Control of an Artificial Mouth for a Wind Musical Instrument
SU1529183A1 (en) Pneumoelectronic system for central monitoring and control
de Azevedo Júnior et al. Optimal analytical cascade control for FOPDT systems
JPH0795446B2 (en) Fuel cell power generation system
Kiran et al. Comparative Analysis of Performance of Different Controllers for a Continuous Stirred Tank Reactor
Wang et al. Generalized difference control of parallel streams temperatures