EAST快控電源灰色預測控制預研
發(fā)布時間：2020-12-11 11:18
本課題來源于編號為11275056的國家自然基金項目。該項目主要研究托卡馬.克等離子體垂直不穩(wěn)定位移主動反饋預測控制。作為國家自然基金項目的托卡馬克等離子體垂直不穩(wěn)定位移主動反饋預測控制的研究工作對尋求清潔型能源具有重要的意義。超導托卡馬克裝置是一種利用磁約束和真空絕熱來實現(xiàn)受控核聚變的環(huán)形容器,它使得磁約束位形的連續(xù)穩(wěn)態(tài)運行成為現(xiàn)實。等離子體在高拉長比位形下的垂直不穩(wěn)定是托卡馬克裝置必須要克服的問題,目前通過EAST快速電源對真空室內(nèi)的主動反饋線圈進行快速勵磁控制以產(chǎn)生對應的抑制位移磁場來解決這個問題。但是由于主動反饋電源為滯后控制方式,故對主動反饋電源響應和勵磁能力的要求持續(xù)提高,以致很難達到。針對EAST快控電源數(shù)字執(zhí)行過程中,采樣、控制過程產(chǎn)生的延時,本文提出了基于灰色預測與常規(guī)PID控制相結合的方案。此方案采用灰色預測GM(1,1)對EAST裝置的主動反饋控制信號實現(xiàn)新陳代謝灰色濾波及單步預測,在線調整PID參數(shù),用其預測結果代替被控對象測量值進行控制運算,仿真和實驗得到了預期結果,說明了該方案的可行性�；贛ATLAB對快控電源反饋控制系統(tǒng)的仿真結果顯示,該算法可實現(xiàn)超前調...
【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１巧卡馬克裝置原理示意圖??．
詞分別是實驗＂Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ＂、先進＂Ａｄｖａｎｃｅｄ，，、超導‘Ｓ叩ｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ＂、托卡馬??克＂Ｔｏｋａｍａｋ＂。ＥＡＳＴ裝置由我國自主研發(fā)設計，是國際上第一個全超導托卡馬??克裝置（如圖２．１所示），它的主要技術參數(shù)有：１６個大型的＂。＂形超導絨場磁??體將會產(chǎn)生ＢＴ＝３．巧的縱場磁場強度；１２個大型的極向場超導磁體能提供??Ａ０?＞?１０伏巧的磁通變化量；極向場超導磁體將可Ｗ產(chǎn)生的等離子體電流為??＞?１００?（萬安培），持續(xù)的時間很長，將會達到１０００秒。全超導托卡馬克核??聚變實驗裝置，它的運行原理是將少量氨的同位素氣或氣加入到裝置的真空室內(nèi)??來產(chǎn)生等離子體，而聚變反應就是由提高等離子體的密度Ｗ及溫度成產(chǎn)生的，同??時巨大的能量會在聚變反應的過程中產(chǎn)生。２００９年，世界上首個實驗全超導托??卡馬克核聚變裝置（ＥＡＳＴ）的第一輪物理放電實驗取得成功，這同時也標志著??我國站在了世界核聚變研究的前端??圓??圖２．１國際首個全超導巧卡馬克裝置??Ｆｉｇ?２．１?Ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｉ打ｔｅｍａｔｉｏｎａｌ?ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?Ｔｏｋａｍａｋ?ＥＡＳＴ??ＥＡＳＴ系統(tǒng)裝置基本參數(shù)如下，其機身有Ｕｒｎ高，直徑的長度可Ｗ達到８ｍ，??裝機總質量則達到４００１。５八５１系統(tǒng)裝置主要有１＾｜下幾個大部分構成，其分別是??極向場線圈、超高真空室、縱場線圈、支撐系統(tǒng)、內(nèi)外冷屏、外真空杜瓦等組合??６??
１???‘幽；避４：．．＇瑞—’＇．？－線＾１＊．?？；??１Ｃ支雛継）ｄｕｙＢ］??原獻戶賴‘睽峰循心??圖６．３?ＥＡＳＴ新快控電源控制系統(tǒng)調試實驗平臺實物圖??Ｆｉｇ?６．３?Ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｆｏｒ?ＥＡＳＴ?ｎｅｗ?ｆａｓｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ??ｐｏｗｅｒ?ｓｏｕｒｃｅ??昭巧■＊－－、?中?＊?？??＇咖…??飛＇??．占紋Ｌ含??Ｉ?總控‘，．．ｊ，．．？？誦??電感負載?ＪＳＨｉ??戚。．．．？也?＊破．．．??圖６．４?ＥＡＳＴ新快控電源控制系統(tǒng)樣機實驗平臺??Ｆｉｇ?６．４?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｆｏｒ?ＥＡＳＴ?ｎｅｗ?位Ｓｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｏｗｅｒ?ｓｏｕｒｃｅ??３９??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于PID控制算法的自動取暖控制器的設計[J]. 郭紅霞,劉磊. 國外電子測量技術. 2014(02)
[2]EAST等離子體垂直不穩(wěn)定位移主動反饋控制[J]. 王海欣,汪鳳鳳,黃海宏,吳義兵. 核聚變與等離子體物理. 2013(04)
[3]基于DGM模型的河南省廢水排放總量的預測[J]. 穆廣杰. 河南師范大學學報(自然科學版). 2011(04)
[4]改進型灰色模型在鉛蓄電池失效預測中的應用[J]. 李剛,謝永成,李光升,程延偉. 電子測量技術. 2011(05)
[5]基于灰色模型的多電平逆變器的預測控制[J]. 黃海宏,楊仁增,王海欣. 電子測量與儀器學報. 2010(12)
[6]基于灰色預測控制的果蔬抓取系統(tǒng)設計與試驗[J]. 王學林,姬長英,周俊,姜莉,顧寶興. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2010(03)
[7]基于灰色模型和Kalman平滑器的多母線短期負荷預測[J]. 魏少巖,吳俊勇. 電工技術學報. 2010(02)
[8]基于灰色預測—模糊邏輯的磁場測量采樣技術研究[J]. 劉今越,曾周末,李鐵軍. 儀器儀表學報. 2010(01)
[9]EAST裝置垂直不穩(wěn)定性研究[J]. 劉成岳,陳美霞,吳斌. 核聚變與等離子體物理. 2009(04)
[10]深海行走機構灰色預測-模糊PID速度控制[J]. 喬桂玲,張文明,薛山,馮雅麗. 煤炭學報. 2009(11)
博士論文
[1]灰色預測技術及其應用研究[D]. 崔立志.南京航空航天大學 2010
碩士論文
[1]灰色預測模型的研究及其應用[D]. 李燕.浙江理工大學 2012
[2]基于灰色系統(tǒng)理論的我國糧食產(chǎn)量預測研究[D]. 王步祥.江蘇大學 2009
[3]基于灰色理論的短期電力負荷預測研究[D]. 張志明.湖南大學 2009
[4]典型托卡馬克裝置環(huán)向場線圈受力—結構分析[D]. 張繼明.電子科技大學 2009
[5]能源結構的調整及能源戰(zhàn)略的研究[D]. 趙柳榕.江蘇大學 2008
[6]HT-7U裝置被動反饋線圈電磁問題的研究[D]. 劉旭峰.合肥工業(yè)大學 2004
本文編號：2910436
【文章來源】：合肥工業(yè)大學安徽省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：60 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
圖１．１巧卡馬克裝置原理示意圖??．
詞分別是實驗＂Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ＂、先進＂Ａｄｖａｎｃｅｄ，，、超導‘Ｓ叩ｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ＂、托卡馬??克＂Ｔｏｋａｍａｋ＂。ＥＡＳＴ裝置由我國自主研發(fā)設計，是國際上第一個全超導托卡馬??克裝置（如圖２．１所示），它的主要技術參數(shù)有：１６個大型的＂。＂形超導絨場磁??體將會產(chǎn)生ＢＴ＝３．巧的縱場磁場強度；１２個大型的極向場超導磁體能提供??Ａ０?＞?１０伏巧的磁通變化量；極向場超導磁體將可Ｗ產(chǎn)生的等離子體電流為??＞?１００?（萬安培），持續(xù)的時間很長，將會達到１０００秒。全超導托卡馬克核??聚變實驗裝置，它的運行原理是將少量氨的同位素氣或氣加入到裝置的真空室內(nèi)??來產(chǎn)生等離子體，而聚變反應就是由提高等離子體的密度Ｗ及溫度成產(chǎn)生的，同??時巨大的能量會在聚變反應的過程中產(chǎn)生。２００９年，世界上首個實驗全超導托??卡馬克核聚變裝置（ＥＡＳＴ）的第一輪物理放電實驗取得成功，這同時也標志著??我國站在了世界核聚變研究的前端??圓??圖２．１國際首個全超導巧卡馬克裝置??Ｆｉｇ?２．１?Ｔｈｅ?ｆｉｒｓｔ?ｉ打ｔｅｍａｔｉｏｎａｌ?ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ?Ｔｏｋａｍａｋ?ＥＡＳＴ??ＥＡＳＴ系統(tǒng)裝置基本參數(shù)如下，其機身有Ｕｒｎ高，直徑的長度可Ｗ達到８ｍ，??裝機總質量則達到４００１。５八５１系統(tǒng)裝置主要有１＾｜下幾個大部分構成，其分別是??極向場線圈、超高真空室、縱場線圈、支撐系統(tǒng)、內(nèi)外冷屏、外真空杜瓦等組合??６??
１???‘幽；避４：．．＇瑞—’＇．？－線＾１＊．?？；??１Ｃ支雛継）ｄｕｙＢ］??原獻戶賴‘睽峰循心??圖６．３?ＥＡＳＴ新快控電源控制系統(tǒng)調試實驗平臺實物圖??Ｆｉｇ?６．３?Ｐｉｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｓｙｓｔｅｍ?ｄｅｂｕｇｇｉｎｇ?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｆｏｒ?ＥＡＳＴ?ｎｅｗ?ｆａｓｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ??ｐｏｗｅｒ?ｓｏｕｒｃｅ??昭巧■＊－－、?中?＊?？??＇咖…??飛＇??．占紋Ｌ含??Ｉ?總控‘，．．ｊ，．．？？誦??電感負載?ＪＳＨｉ??戚。．．．？也?＊破．．．??圖６．４?ＥＡＳＴ新快控電源控制系統(tǒng)樣機實驗平臺??Ｆｉｇ?６．４?ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ?ｐｌａｔｆｏｒｍ?ｆｏｒ?ＥＡＳＴ?ｎｅｗ?位Ｓｔ?ｃｏｎｔｒｏｌ?ｐｏｗｅｒ?ｓｏｕｒｃｅ??３９??
【參考文獻】：
期刊論文
[1]基于PID控制算法的自動取暖控制器的設計[J]. 郭紅霞,劉磊. 國外電子測量技術. 2014(02)
[2]EAST等離子體垂直不穩(wěn)定位移主動反饋控制[J]. 王海欣,汪鳳鳳,黃海宏,吳義兵. 核聚變與等離子體物理. 2013(04)
[3]基于DGM模型的河南省廢水排放總量的預測[J]. 穆廣杰. 河南師范大學學報(自然科學版). 2011(04)
[4]改進型灰色模型在鉛蓄電池失效預測中的應用[J]. 李剛,謝永成,李光升,程延偉. 電子測量技術. 2011(05)
[5]基于灰色模型的多電平逆變器的預測控制[J]. 黃海宏,楊仁增,王海欣. 電子測量與儀器學報. 2010(12)
[6]基于灰色預測控制的果蔬抓取系統(tǒng)設計與試驗[J]. 王學林,姬長英,周俊,姜莉,顧寶興. 農(nóng)業(yè)工程學報. 2010(03)
[7]基于灰色模型和Kalman平滑器的多母線短期負荷預測[J]. 魏少巖,吳俊勇. 電工技術學報. 2010(02)
[8]基于灰色預測—模糊邏輯的磁場測量采樣技術研究[J]. 劉今越,曾周末,李鐵軍. 儀器儀表學報. 2010(01)
[9]EAST裝置垂直不穩(wěn)定性研究[J]. 劉成岳,陳美霞,吳斌. 核聚變與等離子體物理. 2009(04)
[10]深海行走機構灰色預測-模糊PID速度控制[J]. 喬桂玲,張文明,薛山,馮雅麗. 煤炭學報. 2009(11)
博士論文
[1]灰色預測技術及其應用研究[D]. 崔立志.南京航空航天大學 2010
碩士論文
[1]灰色預測模型的研究及其應用[D]. 李燕.浙江理工大學 2012
[2]基于灰色系統(tǒng)理論的我國糧食產(chǎn)量預測研究[D]. 王步祥.江蘇大學 2009
[3]基于灰色理論的短期電力負荷預測研究[D]. 張志明.湖南大學 2009
[4]典型托卡馬克裝置環(huán)向場線圈受力—結構分析[D]. 張繼明.電子科技大學 2009
[5]能源結構的調整及能源戰(zhàn)略的研究[D]. 趙柳榕.江蘇大學 2008
[6]HT-7U裝置被動反饋線圈電磁問題的研究[D]. 劉旭峰.合肥工業(yè)大學 2004
本文編號：2910436
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