EAST-NBI数据采集系统优化设计

摘要

中性束注入(NeutralBeamInjection，NBI)系统是东方超环(ExperimentalAdvancedSuperconductingTokomak，EAST)的高功率辅助加热系统和电流驱动系统的组成部分之一，为了使NBI数据采集系统获得的数据与EAST实验数据兼容，方便远程实验人员和国际聚变科学家访问、分析实验数据，充分实现国际交流和数据共享，本文对EAST-NBI数据采集系统进行优化，设计并实现了基于CPCI-9116(CompactPeripheralComponentInterconnect)的NBI数据采集系统和基于MDSplus（ModelDrivenSystemplus）的服务器应用系统。
　　基于CPCI-9116的NBI数据采集系统详细设计并实现了四个模块:数据采集模块、实验数据处理模块、实验数据压缩模块和实验数据传输模块。该系统是获取NBI长脉冲放电实验信号的有力工具。它采用双缓冲技术和多线程机制把NBI实验中的物理信号量转换为数字量并存储到采集设备，将采集到的原始数据按通道分离后进行LZO(Lempel-Ziv-Oberhumer)压缩，并上传至数据服务器供实验人员访问和处理，为物理研究人员分析和研究NBI实验提供数据基础。
　　基于MDSplus的服务器应用系统详细设计并实现了四个模块:创建模型树模块、创建脉冲树模块、实验数据访问模块和实验数据处理模块。该系统将采集设备采集到的实验数据进行有效的存储及管理，提供本地和远程两种方式访问实验数据，界面友好，充分实现交流合作;该系统也为实验数据的处理提供函数调用接口，方便物理研究人员利用其它软件获取实验数据并进行深度分析。
　　该系统在实验测试运行中满足了实验需求，运行稳定可靠，为投入应用到EAST-NBI长脉冲注入实验中奠定了良好的基础。

目录

声明

摘要

第1章 引言

1．1 能源问题与核能开发

1．2 EAST-NBI简介

1．3 EAST-NBI控制系统

1．4 EAST-NBI数据采集

1．5 课题提出

1．6 论文结构

第2章 系统需求分析和系统结构设计

2．1 系统需求分析

2．1．1 功能性需求

2．1．2 非功能性需求

2．2 系统结构设计

2．2．1 基于CPCI-9116的NBI数据采集系统

2．2．2 基于MDSplus的服务器应用系统

2．3 小结

第3章 基于CPCI-9116的NBI数据采集系统

3．1 模拟信号数字化处理

3．2 系统设计

3．2．1 系统硬件设计

3．2．2 系统软件设计

3．3 小结

第4章 基于MDSplus的服务器应用系统

4．2 MDSplus介绍

4．2．2 MDSplus存储体系

4．3 NBI实验数据存储

4．3．1 创建模型树

4．3．2 创建脉冲树

4．4 NBI实验数据服务

4．4．1 NBI实验数据访问

4．4．2 NBI实验数据处理

4．5 小结

第5章 系统测试

5．1 硬件测试

5．2 软件测试

5．3 小结

第6章 总结和展望

6．1 总结

6．2 展望

参考文献

附录

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果