Выводы.
В работе применен метод динамической развязки кана-
лов в двухкаскадной системе управления формой и током плазмы в
токамаке-реакторе.
Данный метод путем введения определенных матричных коэффи-
циентов в прямую и обратную связи во внутреннем каскаде позволяет
добиться разбиения многомерной динамической системы управления
токами в обмотках полоидальных магнитных полей на совокупность
независимых устойчивых апериодических звеньев первого порядка с
заданными постоянными времени. Область применения данного ме-
тода ограничена требованием равенства числа входов, выходов и со-
стояний объекта. Однако данное ограничение снимается в результате
применения редукции модели объекта управления до числа состоя-
ний, которое равно числу входов и выходов. В результате редукции
были отброшены состояния линейной модели, отражающие динамику
наведенных токов Фуко в пассивных структурах. Полученные резуль-
таты свидетельствуют о том, что для синтезированного во внутреннем
многомерном контуре закона управления токи в пассивных структу-
рах практически не влияют на управление токами в обмотках полои-
дального магнитного поля при условии наличия скалярного контура
подавления вертикальной неустойчивости плазмы.
Во внешнем каскаде управления зазорами и током плазмы, по-
скольку число входов регулятора (шесть вариаций зазоров и вариа-
ция тока плазмы) не равно числу выходных воздействий (одиннадцать
напряжений на обмотках управления), была применена псевдоразвяз-
ка с использованием псевдообращенной матрицы Мура–Пенроуза. В
псевдоразвязанном многомерном контуре управления использовался
многомерный
7
×
7
диагональный ПИ-регулятор.
Была достигнута согласованная работа двух векторных каскадов
управления, которая обеспечила желаемый компромисс при слеже-
нии за сценарными воздействиями токов управления, зазоров и тока
плазмы.
Для подавления вертикальной скорости плазмы был использован
пропорциональный регулятор с коэффициентом усиления, выбранным
на основе проведенного исследования устойчивости линейной моде-
ли 2-го порядка для скорости вертикального движения плазмы, полу-
ченной путем идентификации по данным численного эксперимента с
использованием нелинейного кода плазмофизических расчетов DINA.
Методом математического моделирования на линейной модели
объекта показаны приемлемые результаты применения предложенно-
го подхода к разработке системы магнитного управления плазмой в
токамаке ИТЭР на стадии ввода плазменного тока.
Авторы благодарят за обсуждение постановки задачи сотрудников
Троицкого института инновационных и термоядерных исследований
36 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2010. № 2
