基于正规互质因子的TOKAMAK位形控制研究

摘要

随着国际上主流的现代TOKAMAK设计均采用极向场线圈一体化方案,等离子体都具有大的拉长比和三角形变的截面,并且等离子截面尽可能的靠近最近的壁面组件,因此现代先进的TOKAMAK需要精确的多输入多输出(MIMO)控制器来控制住等离子体电流、位置和形状.本文首先介绍了用H∞正规互质因子鲁棒控制设计的方法、回路成形设计算法(LSDP)及其改进算法等等,然后用此对某现代TOKAMAK 装置的进行了位形控制研究.利用装置的标称设计参数,得到对应的等离子体响应模型,在此基础上,选择合适的参考传递函数,利用LSDP设计出多输入多输出(MIMO)位形控制器,最后对闭环控制系统进行了仿真分析,分析结果说明此控制器设计算法能够很好的控制住等离子体的电流、X 点位置和形状,具有良好的控制性能.该研究能够为极向场一体化设计且具有拉长比和三角形形变的等离子体截面的TOKAMAK 的等离子体位形控制提供参考.