Способ стабилизации положения плазменного шнура в токамаке

 

Изобретение относится к автоматическому управлению процессами в термоядерных установках и может быть использовано в системах управления равновесным положением плазменного шнура по большому радиусу в установках типа токамак. Целью изобретения является повьш1ение точности стабилизации положения плазменного шнура в токамаке. На объект I управления, представляющий собой плазменный шнур в токамаке, действует неконтролируемое возмущение 2. Управляющее поле создает исполнительное устройство 3, состоящее из обмотки 4 управления и преобразователя 5 корректирующего сигнала в напряжение на этой обмотке. Смещение плазменного шнура и ток в обмотке управления измеряют с помощью измерительных блоков 6 и 7. Модельные величины смещения и возмущения и их временные производные формируются моделью 8 движения плазменного шнура и моделью 9 возмущения. Выход блока 11 формирования корректирующего сигнала подключен к входу исполнительного устройства 3. Благодаря использованию блоков адаптации 12-17 осуществляется подстройка параметров с $ (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

24 А1 (1% (И) сЮ4 С 21 В 1/00

3(ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ а Ю" а.

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3936905/24-25 (22) 01 .08. 85 (46) 30.05.88. Бюл. У 20 (72) Ю,В.Грибов, Ю.В.Митришкин, В.А.Чуянов и К.Г.Шаховец (53) 533.9(088.8) (56) Грибов Ю.В. и др. Динамика плазменного шнура и стабилизация его положения в токамаке с использованием аналоговых моделей. Пропринт

ИАЭ вЂ” 4113/7. М. 1985.

Авторское. свидетельство СССР

11 1119490, кл. С 21 В 1/00, 1984.. (54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯ

ПЛАЗМЕННОГО ШНУРА В ТОКАМАКЕ (57) Изобретение относится к автоматическому управлению процессами в термоядерных установках и может быть использовано в системах управления равновесным положением плазменного шнура по большому радиусу в установках типа токамак. Целью изобретения является повышение точности стабилизации положения плазменного шнура в токамаке. На объект 1 управления, представляющий собой плазменный шнур в токамаке, действует неконтролируе- . мое возмущение 2. Управляющее поле создает исполнительное устройство 3, состоящее из обмотки 4 управления и преобразователя 5 корректирующего сигнала в напряжение на этой обмотке.

Смещение плазменного шнура и ток в обмотке управления измеряют с помощью измерительных блоков 6 и 7 ° Модельные величины смещения и возмущения и их временные производные формируются моделью 8 движения плазменного шнура и моделью 9 возмущения. Выход блока ll формирования корректирующего сигнала подключен к входу исполнительного устройства 3. Благодаря использованию блоков адаптации 12-17 осуществляется подстройка параметров

1399824 модели движения в и» зменного шнура (коэффициента передачи и постоянной времени) к именяющимся в течение разряда параметрам объекта. Это позволяет более точно оценивать величи1

Изобретение относится к автоматическому управлению процессами в термоядерных установках и может быть использовано в системах управления равновесным положением плазменного шну- 5 ра по большому радиусу в термоядерных установках типа токамак.

Цель изобретения — повышение точности стабилизации положения плазменного шнура в токамаке.

Способ заключается в том, что параметры модели движения плазменного шнура — коэффициент передачи или постоянная времени — автоматически подстраиваются к параметрам объекта

15 плазменному-шнуру в токамаке — в течение всего времени разряда. Это обеспечивает при формировании корректирующего сигнала более точную оценку неконтролируемого возмущения и, тем самым, более точную компенсацию возмущения. Увеличение точности компенсации возмущения приводит к дальнейшему уменьшению величины статической ошибки в смещении плазменного шнура.

Адаптивное приближение параметров модели движения плазменного шнура К, Т„ к параметрам самого шнура К, Т приводит к минимизации динамической ошибки отслеживания модельными величинами смещения Х„ и возмущения 11 измеряемой величины смещения Х и неконтролируемой величины возмущения W.

На чертеже представлена структур- 35 ная схема устройства, реализующего способ стабилизации положения плазменного шнура в токамаке.

На объект 1 управления, представляющий собой плазменный шнур в тока- 4О маке, действует неконтролируемое возмущение 2, вызванное несовпадением магнитно о поля, требуемого для обеспечения равновесия плазменного шнура, и магнитного поля, создаваемого внеш- 45 ну неконтролируемого возмущения, используемую при формировании еигнала коррекции, с целью уменьшения статической ошибки стабилизации. 2 э.п. ф-лы, 1 ил.

2 ними обмотками полоидальных полей.

Управляющее поле, пропорциональное току в обмотке управления I создает исполнительное устройство 3. Это устройство состоит из последовательного соединения обмотки 4 управления и преобразователя 5 корректирующего сигнала Е в напряжение на обмотке U.

При создании больших мощностей преобразователь выполняется релейным и имеет высокий КПД. Смещение Х и ток управления I„ H3 e R T a соответствующих измерительных блоков

6 и 7. Модельные величины смещения

Х„ и возмущения W и их временные

dx dw производные †-"-, †- - формируютdt dt ся моделью 8 движения плазменного шнура и моделью 9 возмущения. Блок

10 сравнения создает раэностный сигнал путем сравнения величины измеряемого смещения Х и его модельного значения Х„ ° Выход блока 11 формирования корректирующего сигнала подключен к входу исполнительного устройства 3.

Блок 12 формирования критерия качества адаптации для определения величины отклонения коэффициента К модели 8 от коэффициента К объекта 1 подключЕн двумя входами к выходам объекта Х и модели движения плазменного шнура Хд, а входом через фильтр

13 и интегратор 14 — к первому параметрическому входу модели 8. Блок

15 формирования критерия качества адаптации для определения величины отклонения постоянной времени Т модели 8 от постоянной времени Т объекта 1 подключен двумя входами к выходу модели 9 возмущения W„ и измерителю тока I> 7, а выходом через фильтр

16 и интегратор 17 — к второму лараметрическому входу модели 8.

4 целью повышения точности стабилизаФормула изобретения

СостАвитель К.Вершков

Техред Л. Олийнык Корректор М.Пожо

Редактор В.Ковтун

Заказ 2683/53

Тираж 395

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул ° Проектная, 4

3 ! 3998

Блок 12 формирования критерия качества адаптации определяет разность модулей IХ! — !Х„1, которая фильтруется фильтром 13 и поступает на вход

5 интегратора 14. Выходная величина интегратора l4 изменяет величину коэффициента Кц до тех пор, пока его входная величина не станет равной нулю, т.е. IXI = 1X„I. Это соответст- 10 вует, равенству К„ = К. При изменении

К данный контур адаптации обеспечивает слежение величины К за изменяющейся величиной К.

Блок 15 формирования критерия качества адаптации определяет величину л произведения I W которая фильтруется фильтром 16 и поступает на вход интегратора 17. Выходной сигнал адаптации интегратора 17 воздействует на величину Т, изменяя ее в таком направлении, чтобы среднее значение произведения I„W< стремилось к нулю. Равенство нулю этого произведения обеспечивает выполнение равенства посто- 25 янных времени Т„ = Т. При изменении

Т этот контур адаптации производит слежение величины Т„ за изменяющейся величиной Т. Максимально возможная точность стабилизации проявляется в 30 полной ликвидации статической ошибки в смещении плазменного шнура в течение всего разряда в токамаке.

1. Способ стабилизации положения плазменного шнура в токамаке, включающий изменение управляющего магнитного поля, перпендикулярного плоскос- 4О ти плазменного шнура, в соответствии с величиной, корректирующего сигнала, формируемого моделью движения плазменного шнура и моделью возмущения, путем сложения сигналов, пропорцио- 45 нальных измеряемому смещению плазменного шнура и модельным временным производным смещения и возмущения, о тл и ч а ю шийся тем, что, с ции положения плазменного шнура в токамаке, формируют сигнал адаптации путем выделения из сигналов, пропорциональных смещению, управляющему магнитному полю, модельным величинам смещения и возмущения, сигнала критерия качества адаптации, характеризующего величину и знак отклонения одного из следующих параметров модели движения плазменного шнура: коэффициента передачи или постоянной времени, от соответствующих параметров плазменного шнура, и дальнейшей фильтрации и интегрирования сигнала критерия качества адаптаций, непрерывно изменяют указанные параметры модели движения плазменного шнура пропорционально сформированному сигналу адаптации в направлении уменьшения отклонения параметров модели движения плазменного шнура до достижения минимального значения этого отклонения.

2. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что сигнал критерия качества адаптации формируют как сигнал разности модулей измеряемой и модельной величин смещения плазменного шнура.

3, Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что сигнал критерия качества адаптации формируют путем выделения средних значений сигнала, пропорционального управляющему маг-. нитному полю, и сигнала, пропорционального модельной величине возмущения, последующего определения сигнала разности между сигналом, пропорциональным управляющему магнитному полю, и его средним значением, и сигнала разности между модельной величиной возмущения и ее средним значени.— ем, и последующего умножения полученных сигналов разностей, обратную величину постоянной времени модели движения плазменного шнура изменяют пропорционально сигналу адаптации.