Способ стабилизации положения плазменного шнура в токамаке

,ЯО 1 Оо ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ СУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТЮ 1(56) Грибов Ю.В. и др. Динамика плазменного шнура и стабилизация его положения в токамаке с использованиеманалоговых моделей. ПропринтИАЭ - 4113/7. М, 1985,Авторское свидетельство СССРЯф 1119490, кл. С 21 В 1/00, 1984(54) СПОСОБ СТАБИЛИЗАЦИИ ПОЛОЖЕНИЯПЛАЗМЕННОГО ШНУРА В ТОКАМАКЕ(57) Изобретение относится к автоматическому управлению процессами втермоядерных установках и может бытьиспользовано в системах управленияравновесным положением плазменногошнура по большому радиусу в установках типа токамак. Целью изобретения является повышение точности стабилизации положения плазменного шнура втокамаке. На объект 1 управления,представляющий собой плазменный шнурв токамаке, действует неконтролируемое возмущение 2. Управляющее полесоздает исполнительное устройство 3,состоящее из обмотки 4 управления ипреобразователя 5 корректирующегосигнала в напряжение на этой обмоткеСмещение плазменного шнура и ток вобмотке управления измеряют с помощьюизмерительных блоков 6 и 7Модельные величины смещения и возмущенияи их временные производные формируются моделью 8 движения плазменногошнура и моделью 9 возмущения. Выходблока 11 формирования корректирующего сигнала подключен к входу исполнительного устройства 3. Благодаря использованию блоков адаптации 12-17осуществляется подстройка параметров1399824 модели движения плазменного шнура(коэффициента передачи и постояннойвремени) к именяющимся в течениеразряда параметрам объекта. Это позволяет более точно оценивать величи 1 Изобретение относится к автомати ческому управлению процессами в термоядерных установках и может быть использовано в системах управления равновесным положением плазменного шну 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 объекта15 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 и измеряемой величины смещения Х и неконтролируемой величины возмущения И.На чертеже представлена структур ная схема устройства, реализующего способ стабилизации положения плазменного шнура в токамаке.На объект 1 управления, представляющий собой плазменный шнур в тока маке, действует неконтролируемое возмущение 2, вызванное несовпадением магнитно о поля, требуемого для обеспечения равновесия плазменного шнура, и магнитного поля, создаваемого внеш ну неконтролируемого возмущения, используемую при формировании еигналакоррекции, с целью уменьшения статической ошибки стабилизации. 2 э,п.ф-лы, 1 2ними обмотками полоидальных полей. Управляющее поле, пропорциональное току в обмотке управления 1, создает исполнительное устройство 3. Это устройство состоит из последовательного соединения обмотки 4 управления и преобразователя 5 корректирующего сигнала Е в напряжение на обмотке 1). При создании больших мощностей преобразователь выполняется релейным и имеет высокий КПД, Смещение Х и ток управления 1 измеряют с помощью соответствующих измерительных блоков 6 и 7. Модельные величины смещения Х и возмущения У и их временные Йх дюпроизводные в -"-, в формируютс(1 сся моделью 8 движения плазменного шнура и моделью 9 возмущения. Блок 1 О сравнения создает раэностный сигнал путем сравнения величины измеряемого смещения Х и его модельного значения Х. Выход блока 11 формирования корректирующего сигнала подклрчен 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 Тв модели 8 от постоянной времени Т объекта 1 подключен двумя входами к выходу модели 9 возмущения И и измерителю тока 1 7, а выходом через фильтр 16 и интегратор 17 - к второму лара- метрическому входу модели 8.24 4 целью повышения точности стабилиза формула 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 открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г, ужгород, улПроектная, 4 313998Блок 12 формирования критерия качества адаптации определяет разность модулей 1 Х - Х, которая фильтруется фильтром 13 и поступает на вход5 интегратора 14. Выходная величина интегратора 14 изменяет величину коэффициента Кц до тех пор, пока его входная величина не станет равной нулю, т.е. 1 Х = Х(. Это соответст- О 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 величинулпроизведения 1 Ч, которая фильтруется фильтром 16 и поступает на вход интегратора 17. Выходной сигнал адаптации интегратора 17 воздействует на величину Тм, изменяя ее в таком направлении, чтобы среднее значение произведения 1 И стремилось к нулю. Равенство нулю этого произведения обеспечивает выполнение равенства посто 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 О ти плазменного шнура, в соответствии с величиной, корректирующего сигнала, формируемого моделью движения плазменного шнура и моделью возмущения, путем сложения сигналов, пропорцио нальных измеряемому смещению плазменного шнура и модельным временным производным смещения и возмущения, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с ции положения плазменного шнура втокамаке, формируют сигнал адаптациипутем выделения из сигналов, пропорциональных смещению, управляющемумагнитному полю, модельным величинам .смещения и возмущения, сигнала критерия качества адаптации, характеризующего величину и знак отклонения одного из следующих параметров моделидвижения плазменного шнура: коэффициента передачи или постоянной времени, от соответствующих параметровплазменного шнура, и дальнейшейфильтрации и интегрирования сигналакритерия качества адаптаций, непрерывно изменяют указанные параметрымодели движения плазменного шнурапропорционально сформированному сигналу адаптации в направлении уменьшения отклонения параметров модели движения плазменного шнура до достижения минимального значения этого отклонения.2Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я 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 ющ и й с я 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.