разряда — это стабилизация тока и формы плазмы при действии воз-
мущений типа малого срыва [2, 11].
Поскольку плазма в токамаке ИТЭР является неустойчивой в вер-
тикальном направлении при диверторной конфигурации, то на протя-
жении практически всего плазменного разряда требуется стабилиза-
ция вертикальной скорости плазмы относительно нулевого значения.
Несмотря на разные цели управления, преследуемые на разных
стадиях плазменного разряда, в настоящей работе рассматривается
возможность использования системы магнитного управления с неиз-
менной структурой для работы как на стадии ввода плазменного тока,
так и на квазистационарной стадии разряда.
Задача, поставленная в настоящей работе, — разработать двухкас-
кадную многосвязную систему магнитного управления плазмой в то-
камаке, внутренний контур которой будет обеспечивать слежение за
токами в катушках центрального соленоида и полоидальных магнит-
ных полей, а внешний — за параметрами формы и током плазмы. При
этом должен быть обеспечен компромисс между ошибками слежения
за токами в катушках и ошибками слежения за параметрами формы
плазмы.
Модель объекта управления.
На рис. 1 приведено вертикальное
сечение ИТЭР, где показана система магнитных поверхностей как на
стадии ввода тока плазмы (рис. 1,
а
), так и на квазистационарной ста-
дии разряда (рис. 1,
б
). На рис. 1,
б
введены следующие обозначения:
CSU
1
,
CSU
2
,
CSU
3
,
CSL
1
,
CSL
2
,
CSL
3
— обмотки центрального соле-
ноида ИТЭР;
PF
1
. . .
PF
6
— обмотки полоидальных магнитных полей;
g
3
. . . g
6
— управляемые зазоры между первой стенкой и сепаратри-
сой в выбранных точках вертикального сечения;
g
1
,
g
2
— зазоры меж-
ду “усами” сепаратрисы и фиксированными точками на диверторных
пластинах.
В рамках задачи магнитного управления плазма в токамаке ИТЭР
представляет собой многомерный нелинейный объект управления [2,
10, 11]. Входами данного объекта являются напряжения на катушках
полоидального магнитного поля, подаваемые от мощных управляе-
мых многофазных тиристорных преобразователей переменного напря-
жения в постоянное напряжение: от быстрого преобразователя (6 кВ,
22 кА) для вертикальной стабилизации; от десяти преобразователей
(1,5 кВ, 45 кА) катушек
CSU
2
,
CSU
3
,
CSL
2
,
CSL
3
,
PF
1
. . .
PF
6
; от од-
ного преобразователя (3 кВ, 45 кА), осуществляющего питание после-
довательного соединения двух обмоток центрального соленоида
CSL
1
и
CSU
1
, для управления формой и током плазмы. Выходами объекта
управления являются измеряемые с помощью системы диагностики
шесть зазоров между сепаратрисой плазмы и первой стенкой тока-
мака, характеризующие форму плазмы, вертикальная скорость центра
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2010. № 2 23
