УДК 533.9.072
Ю. В. М и т р и ш к и н, А. Я. К о р о с т е л е в
МНОГОСВЯЗНАЯ КАСКАДНАЯ СИСТЕМА
СЛЕЖЕНИЯ ЗА ТОКОМ И ФОРМОЙ ПЛАЗМЫ
В ТОКАМАКЕ С РАЗВЯЗКОЙ КАНАЛОВ
УПРАВЛЕНИЯ
Рассмотрена многосвязная каскадная система слежения за током
и формой плазмы в токамаке на стадии ввода плазменного тока.
Для синтеза внутреннего каскада слежения за сценарными то-
ками в обмотках полоидальных магнитных полей использован ме-
тод полной динамической развязки каналов с применением редукции
модели объекта по ганкелевым сингулярным числам. Для синтеза
внешнего каскада слежения за формой и током плазмы применена
псевдоразвязка каналов по методу Мура–Пенроуза и многомерный
ПИ-регулятор. Решена задача идентификации с расчетом коэф-
фициента П-регулятора обратной связи, гарантирующего устой-
чивость скалярного контура подавления вертикальной неустойчи-
вости плазмы. Приведены результаты численного моделирования
каскадной системы управления на многосвязной линейной модели
объекта высокой размерности с использованием базы данных тер-
моядерного экспериментального реактора.
E-mail:
Ключевые слова
:
плазма, токамак, магнитное управление, обратная
связь, многосвязная система, развязка каналов, редукция, идентифика-
ция, каскадное управление, слежение, многомерный ПИ-регулятор.
Необходимым условием для осуществления управляемого термо-
ядерного синтеза является долговременное удержание высокотемпе-
ратурной плазмы в магнитном поле, что может быть достигнуто в
то
роидальной
ка
мере с
ма
гнитными
к
атушками (токамаке) путем ис-
пользования системы магнитного управления плазмой с обратной свя-
зью. В настоящей статье приведена такая система, разработанная с
применением каскадной развязки каналов для многосвязной линей-
ной модели объекта управления на стадии ввода плазменного тока.
Для решения задач магнитного управления плазмой применяют
различные методы, в частности такие, как
H
∞
-теория [1–3], линейно-
квадратичное управление [4], метод прогнозирующей модели [5, 6].
Метод с использованием развязки каналов управления применяется
довольно давно. Он является штатным методом в системе магнитно-
го управления токамака JET (Joint European Torus) (Великобритания)
[1, 7, 8], однако там его применение ограничено квазистационарной
стадией плазменного разряда. Существенным отличием и новизной
предлагаемого в настоящей работе метода каскадной развязки кана-
лов управления является его применение на стадии ввода плазмен-
ного тока. Кроме того, имеется и ряд других отличий в подходе к
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2010. № 2 21
