1 / 24

Zpětnovazební řízení polohy plazmatu na tokamaku GOLEM Jindřich Kocman

Zpětnovazební řízení polohy plazmatu na tokamaku GOLEM Jindřich Kocman Workshop FTTF Mariánská, 2013. Úvod. Pohyb plazmatu během výboje Zabránění plazmatu v kontaktu se stěnou komory Znečištění plazmatu Měření polohy plazmatu Poloidální magnetické pole

skip
Download Presentation

Zpětnovazební řízení polohy plazmatu na tokamaku GOLEM Jindřich Kocman

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Zpětnovazební řízení polohy plazmatu na tokamaku GOLEM Jindřich Kocman Workshop FTTF Mariánská, 2013

  2. Úvod • Pohyb plazmatu během výboje • Zabránění plazmatu v kontaktu se stěnou komory • Znečištění plazmatu • Měření polohy plazmatu • Poloidální magnetické pole • Aktivní řízení polohy plazmatu • Externí magnetické pole

  3. Teorie • Měření polohy plazmatu • Ovlivnění polohy plazmatu

  4. Měření polohy plazmatu • Poloidální magnetické pole • Měření Mirnovovými cívkami • 2 způsoby odvození podle použitého přiblížení • Přiblížení přímého vodiče • Zahrnutí toroidálních efektů

  5. Přiblížení rovného vodiče • Nejjednodušší přiblížení • Předokládá pole klesající jako 1/r

  6. Zahrnutí toroidálních efektů • Rovnice pro Ψ pro tokamak se železným jádrem a kruhovým průřezem komory (viz [1]) • Vztah mezi funkcí Ψ a poloidálním polem

  7. Zahrnutí toroidálních efektů • Výsledné rovnice pro výpočet polohy plazmatu • Řešení prostou iterací – nedeterministická operace

  8. Řízení polohy plazmatu • Externí magnetické pole generované poloidálními cívkami • Proud řízen napěťovým generátorem

  9. Řízení polohy plazmatu

  10. Zpětnovazební systém • Spočte polohu plazmatu v reálném čase • Řídí proud v poloidálních cívkách

  11. Zpětnovazební systém • Signál z Mirnovových cívek je sbírán do počítače • V reálném čase se vypočte poloha plazmatu • Řízení napěťového generátoru

  12. Zpětnovazební systém • Počítač s real-time OS VxWorks • Kontrolní program napsán v LabVIEW, rozdělen do dvou smyček • 1. smyčka • Oříznutí signálu od příliš vysokých hodnot • Eliminace offsetu a integrace • Poslání dat do fronty FIFO • 2. smyčka • Čtení fronty • Výpočet polohy • Zesílení a poslání na výstup

  13. Naměřená data • Pasivní řízení - použití frekvenčního generátoru • Zapojení zpětnovazebního systému

  14. Naměřená data – Pasivní řízení • Ověření, že jsme schopni ovlivnit polohu plazmatu • V polovině doby života plazmatu vyslán cosinový pusl o délce 10 ms • Puls mohl být kladný nebo záporný • Průměrná délka výboje bez ovlivnění byla 7,4 ms, s kladným pulsem 7,0 ms a se záporným 9,2 ms

  15. Frekvenční generátor • Bez ovlivnění

  16. Frekvenční generátor • S kladným pulsem

  17. Frekvenční generátor • Se záporným pulsem

  18. Naměřená data – Zpětnovazební systém • Průměrné prodloužení doby plazmatu přes 2 ms

  19. Zpětnovazební systém • Typický výstřel se stabilizací

  20. Problémy • Integrace singálu • Frekvence snímání pouhých 50 kHz • Magnetická diagnostika si pamatuje – v případě rychlých jevů se systém ztratí • Nemožnost mu zadat požadovaný průběh proudu v cívkách

  21. Pasivní řízení • Rozdělení řízení polohy na aktivní a pasivní větev • Aktivní - Vylepšení současného systému • Pasivní - Proud v cívkách řízen mikrokontrolérem na základě zaslaného požadavku průběhu

  22. Shrnutí • Plazma bylo ovlivněno externím magnetickým polem • Při pasivním ovlivnění bylo průměrné prodloužení 1,8 ms • Při aktivním ovlivnění bylo průměrné prodloužení přes 2 ms. • Aktivním systémem bylo plazma udrženo v centru komory

  23. Literatura [1] V. S. Mukhovatov, V. D. Shafranov: Plasma Equilibrium in a Tokamak, Nuclear Fusion 11, 605 (1971) [2] I. Duran: Fluctuations of the magnetic field of the CASTOR tokamak, PhD Thesis, MFF UK, Praha 2003 [3] J. P. Freidberg: Ideal Magnetohydrodynamics, Plenum Press, New York 1987

More Related