Разработка методов и средств реконструкции физических полей в термоядерной установке - токамак КТМ

• Автор: Драпико, Евгений Анатольевич
• Шифр специальности: 01.04.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Список сокращений

1 Анализ особенностей методов реконструкции физических полей

в термоядерных установках типа токамак

1.1 Постановка задачи

1.2 Постановка обратных задач при реконструкции

1.2.1 Основные подходы к решению некорректных задач

1.3 Схемы измерений и подходы к реконструкции

1.3.1 Измерение радиационных потерь

1.3.2 Измерение электромагнитной конфигурации

1.4 Постановка прямых задач при реконструкции

1.5 Особенности аппаратной реализации диагностических подсистем

1.6 Выводы к главе
2 Реконструкция поля радиационных потерь
2.1 Анализ и выбор путей и методов определения радиационных потерь в термоядерных установках типа токамак
2.2 Определение необходимых технических средств для получения полной информации о радиационных потерях
2.2.1 Анализ и выбор технических средств восприятия первичной информации о радиационных потерях в материаловед-ческом токамаке КТМ
2.2.2 Определение требований к элементам и узлам подсистемы сбора данных
2.2.3 Выбор технических средств обработки информации о величине радиационных потерь
2.2.4 Разработка структурно-функциональной схемы подсистемы диагностики радиационных потерь
2.3 Определение содержания математического и программного обеспечения диагностической подсистемы

2.3.1 Анализ и выбор алгоритмов восстановления (реконструкции) локальных характеристик радиационных потерь
2.3.2 Анализ и выбор алгоритмов численного интегрирования для
решения задачи реконструкции
2.3.3 Анализ и построение интерполяционных квадратурных формул
2.4 Верификация и экспериментальная проверка предлагаемых алгоритмов
2.4.1 Верификация интерполяционных квадратурных формул
2.4.2 Верификация методов реконструкции
2.4.3 Верификации линейно-аддитивного метода
2.4.4 Оценка влияния размещения узлов на точность реконструкции
2.4.5 Верификация модифицированного линейно-адщитивного метода
2.5 Выводы к главе
Реконструкция электромагнитной конфигурации
3.1 Определение основных параметров плазмы по данным электромагнитной диагностики
3.1.1 Измерение локальных значений полоидального магнитного
поля (Вр)
3.1.2 Измерение магнитного потока (Ф) и напряжения иа обходе
плазменного шнура (11р)
3.1.3 Измерение тока плазмы/р
3.1.4 Измерение диамагнитного потока (<5Ф) и тороидального магнитного поля (Б()
3.2 Определение требований к элементам и узлам подсистемы сбора
данных
3.2.1 Фильтрация и интегрирование
3.2.2 Особенности измерительных каналов ЭМД
3.2.3 Характеристики сигналов с датчиков ЭМД
3.2.4 Разработка структуры измерительных каналов
3.3 Измерение положения плазмы
3.4 Определение содержания математического и программного обеспечения диагностической подсистемы
3.4.1 Алгоритм расчета положения плазменного шпура
3.4.2 Определение формы поперечного сечения плазменного шнура по данным внешних электромагнитных измерений
3.5 Разработка структурно-функциональной схемы
3.6 Программное обеспечение подсистемы диагностики

3.6.1 Анализ способов повышения вычислительной мощности средств вычисления
3.6.2 Реализация тестового кластера
3.7 Экспериментальная проверка предлагаемых алгоритмов
3.7.1 Верификация алгоритма расчета положения плазменного шнура
3.7.2 Верификация алгоритмов реконструкции формы плазменного шнура
3.8 Вычисление эллиптических интегралов
3.9 Выводы к главе
Заключение
Литература
Приложения

торов и особенностей. Очевидно, что весь набор датчиков едва ли будет использоваться одновременно, однако, поскольку данная диагностика не является технологической, в различных экспериментах ее состав может меняться. Отсюда можно сделать вывод, что гибкость подсистемы сбора данных для данной диагностики является определяющим фактором при выборе технических средств. Таким образом, при проектировании следует выбрать структуру подсистемы согласно первому из перечисленных выше подходов, то есть, использовать проводные линии связи, предварительные усилители с гальванической развязкой размещаемые в непосредственной близости к камере и многоканальные высокочастотные АЦП, выполненные в стандарте какой либо магистрально-модульной системы. Поскольку информация о радиационных потерях не используется для управления в РА4В, а также, с точки зрения снижения стоимости системы, целесообразно реализовать ее в стандарте сотра^РСТ
2.2.4 Разработка структурно-функциональной схемы подсистемы диагностики радиационных потерь
Исходя из требований технического задания, требований к основным узлам подсистемы, структуры измерительных каналов, а также проведенного в данной работе анализа, в том числе и уже выполненных решений по этому вопросу, можно предложить структуру комплекса технических средств подсистемы диагностики энергетических потерь (Рис. 2.4). Согласно техническому заданию, системы датчиков должны размещаться в двух камерах (горизонтальной и вертикальной), объемом 10 литров каждая. Для защиты от воздействия плазмы и других факторов предусмотрены два шибера на горизонтальном и вертикальном патрубках.
Сигналы с датчиков передаются в блоки предварительной обработки находящиеся непосредственно в болометрических камерах. После предварительного усиления сигналы передаются по проводным линиям связи в крейт подсистемы сбора данных. Для защиты оборудования верхних уровней, целесообразно использовать усилители с гальваническим разделением. В состав крейта входят аналого-цифровые преобразователи, локальный модуль синхронизации (ЛМС) и управляющая плата. После преобразования в цифровой вид, сигналы передаются на блок электрооптического преобразователя и далее в оптическом виде на верхние уровни ИИС КТМ, где обрабатываются ЭВМ обработки и визуализации и сохраняются в базе данных результатов измерений (БДРИ) на сервере сбора и архивирования данных. Кроме отмеченного с структуре подсистемы предусмотрен локальный модуль синхронизации, получающий оптические синхросигналы и коды событий от центрального блока синхронизации КТМ и передающий их на другие компоненты подсистемы. Для передачи измерительной информации используется есть на основе еНютпеб