HT27等离子体密度反馈控制系统的研究-sunist.PDF

第 21 卷 第 4 期 核 聚 变 与 等 离 子 体 物 理 Vol. 21 , No. 4 2 0 0 1 年 12 月 Nuclear Fusion and Plasma Physics Dec . 2 0 0 1 ( ) 文章编号 :0254 - 6086 2001 04 - 0237 - 08 HT7 等离子体密度反馈控制系统的研究 罗家融 , 季振山 , 王小明 , 揭银先 ( 中国科学院等离子体物理研究所,合肥 230031) 　　摘 　要 :介绍了 HT7 等离子体密度反馈控制系统 ,分析了影响等离子体密度控制的因素 ,改 进了密度反馈控制方式 ,使控制系统密度反馈更为完整、规范 ,实现了控制系统从单纯的反馈控制 向多功能转化。给出了在 HT7 装置上的实验结果 ,并提出了进一步改进的措施。 关键词 : HT7 托卡马克 ; 电子密度;密度反馈控制 中图分类号:TL62+ 9 　　　　　　　　　　文献标识码 :A 1 　引言 在中国科学院等离子体物理研究所的 HT7 超导托卡马克核聚变实验装置上 ,主要研究非 感应等离子体平衡、稳定、输运、波与等离子体的相互作用以及等离子体与壁的相互作用等问 [1 ] 题 , 以期深入了解等离子体各项特征 。研究等离子体特性的一个十分重要的参数是等离子 体电子线平均密度 n ,在托卡马克实验中要求密度信号的坪区长且稳定 ,尤其是在高密度情 e 况下 ,还要求能较稳定地达到较高的密度 。这就要求我们必须对影响等离子体密度的因素进行 研究并作出必要的控制 。我们知道 ,影响等离子体密度的因素有很多 ,其中通过压电晶体阀进 行的脉冲送气是影响等离子体密度的最主要因素之一 。如何在各种不同的条件下实现对 n 的 e 真正有效的控制是衡量托卡马克装置实验水平的一个非常重要的指标 。我们目前经常采用的 办法是程序控制脉冲注入法 ,即在每次放电前预设参数来达到放电时对等离子体密度的控制。 这种方法在以前的实验中广泛使用 ,也取得了不错的效果 ,但是随着实验的进一步深入 ,程序 控制脉冲注入法由于其所固有的缺陷 , 已经难以有效地控制等离子体密度,尤其是在高密度的 情况下 。显而易见 , 由于程序注入气体法不能及时地根据放电情况来调整送气量,从而也就不 能对密度进行有效控制 ,使实验达不到预期的效果 。现在国内外许多类似装置都采用了密 度 反馈送气法[2 ] , 即根据放电期间密度信号的变化 ,对送气量进行实时调整 , 以达到对等离子体 收稿日期 :2000 - 10 - 08 ;修订日期 :2001 - 06 - 30 ( ) 基金项目 : 国家自然科学基金资助项目 ; 中国科学院综合计划局装备处 1998 年 HT7 超导托卡 马克控制系统的升级改造项目 ( ) 作者简介 :罗家融 1948 ,男 ,上海市人 ,研究员 ,博士生导师 ,1982 年毕业于安徽安庆师范学院物理系 , 现主要从事分布式控制、数据采集和网络通讯系统以及托卡马克实验装置等离子体实时反馈控制系统的研 究。 © 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 238 核聚变与等离子体物理 　　　　　　　　　　　　　　　　第 21 卷 密度的有效控制 ,取得了不错的效果。因此 ,随着放电实验的进一步深入 ,根据目前的发展趋 势 ,有必要在 HT7 装置上采用密度反馈送气方式来对等离子体密度进行有效