Real-Time Plasma Magnetic Control System with Equilibrium Reconstruction Algorithm in the Feedback for the Globus-M2 Tokamak

封面

如何引用文章

全文:

详细

To control the plasma shape during a tokamak discharge, it is necessary to calculate the plasma
shape in real-time. The rate requirements for the shape calculations are especially high for tokamaks with a
small radius, such as Globus-M2 (St. Petersburg, Russia). A real-time magnetic plasma control system for
the Globus-M2 tokamak with flux and current distribution identification (FCDI) algorithm for the plasma
equilibrium reconstruction in feedback is presented. The control system contains discrete one-dimensional
and matrix proportional-integral-derivative controllers synthesized by the matrix inequality method using
the plasma LPV model calculated on experimental data, and carries out the coordinated control of the plasma
position and shape as well as the compensation for the scattered field of the central solenoid. The FCDI algorithm
is improved for the operation in the real-time mode, and makes it possible to reconstruct the plasma
shape in 20 μs. The digital control system with a feedback algorithm was simulated on a real-time test bench,
consisting of two Speedgoat Performance Real-Time Target Machines (RTTM), and demonstrated the average
Task Execution Time (TET) value in 67 μs.

作者简介

A. Konkov

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: konkov@physics.msu.ru
Moscow, Russia

P. Korenev

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences

Email: pkorenev@ipu.ru
Moscow, Russia

Yu. Mitrishkin

Trapeznikov Institute of Control Sciences, Russian Academy of Sciences; Moscow State University

Email: pkorenev@ipu.ru
Moscow, Russia; Moscow, Russia

I. Balachenkov

Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences

Email: pkorenev@ipu.ru
St. Petersburg, Russia

E. Kiselev

Ioffe Institute, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: pkorenev@ipu.ru
St. Petersburg, Russia

参考

  1. Ferron J., Walker M., Lao L., John H.S., Humphreys D., Leuer J. // Nuclear Fusion. 1998. T. 38. C. 1055. https://doi.org/10.1088/0029-5515/38/7/308
  2. Moret J.-M., Duval B., Le H., Coda S., Felici F., Reimerdes H. // Fusion Engineering and Design. 2015. T. 91. C. 1. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2014.09.019
  3. Huang Y., Xiao B., Luo Z., Yuan Q. // Fusion Engineering and Design. 2018. T. 128. C. 82. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2018.01.043
  4. Minaev V.B., Gusev V.K., Sakharov N.V., Varfolome-ev V.I. // Nuclear Fusion. 2017. T. 57. C. 066047. https://doi.org/10.1088/1741-4326/aa69e0
  5. Коренев П.С., Коньков А.Е., Митришкин Ю.В., Балаченков И.М., Киселев Е.О., Минаев В.Б., Сахо-ров Н.В., Петров Ю.В. // Письма ЖТФ. 2023. Т. 49. С. 36. https://doi.org/10.21883/PJTF.2023.07.54920.19468
  6. Mitrishkin Y.V., Korenev P.S., Kartsev N.M., Kuzne-tsov E.A., Prokhorov A.A., Patrov M.I. // Control Engineering Practice. 2019. T. 87. C. 97. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2019.03.018
  7. Mitrishkin Y.V., Prokhorov A.A., Korenev P.S., Pat-rov M.I. // Control Engineering Practice. 2020. T. 100. C. 104446. https://doi.org/10.1016/j.conengpraс.2020.104446
  8. Konkov A.E., Mitrishkin Y.V., Korenev P.S., Patrov M.I. // IFACPapersOnLine. 2020. T. 53. C. 7344. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2020.12.1000
  9. Ariola M., Pironti A. Magnetic Control of Tokamak Plasmas. Springer International Publishing, 2016. https://doi.org/10.1007/978-3-319-29890-0
  10. Wesson J., Campbell D. Tokamaks. Clarendon Press, 2004. (International series of monographs on physics).
  11. Хайрутдинов Р.Р., Лукаш В.Э., Пустовитов В.Д. // Физика плазмы. 2021. Т. 47. С. 1007. https://doi.org/10.31857/s0367292121120039
  12. Пустовитов В.Д. // Физика плазмы. 2019. Т. 45. С. 1088. https://doi.org/10.1134 / s0367292119120072
  13. Swain D., Neilson G. // Nuclear Fusion. 1982. T. 22. C. 1015. https://doi.org/10.1088/0029-5515/22/8/002
  14. Kuznetsov Y., Nascimento I., Galvao R., Yasin I. // Nuclear Fusion. 1998. T. 38. C. 1829. https://doi.org/10.1088/0029-5515/38/12/308
  15. Forsythe G., Malcolm M.M.C. Computer methods for mathematical computations. USA, NJ: Englewood Cliffs, 1977.
  16. Mitrishkin Y.V., Korenev P.S., Konkov A.E., Kruzhkov V.I., Ovsiannikov N.E. // Mathematics. 2021. T. 10. C. 40. https://doi.org/10.3390/math10010040
  17. Boyd S., Hast M., Åström K.J. // Intern. J. Robust Nonlinear Control. 2016. T. 26. T. 1718. https://doi.org/10.1002/rnc.3376.11
  18. Mitrishkin Y., Korenev P., Konkov A., Kartsev N., Smir-nov I. // Fusion Engineering and Design. 2022. T. 174. C. 112993. https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2021.112993
  19. Konkov A.E., Mitrishkin Y.V. // IFAC-PapersOnLine. 2022. T. 55. C. 327. https://doi.org/10.1016/j.ifacol.2022.07.057
  20. Митришкин Ю., Коньков А., Коренев П. // Устойчивость и колебания нелинейных систем управления (конференция Пятницкого): Материалы XVI Международной конференции. 2022. С. 286.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (254KB)
3.

下载 (31KB)
4.

下载 (95KB)
5.

下载 (81KB)
6.

下载 (107KB)
7.

下载 (227KB)

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».