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EAST极向场系统PID参数整定方法及Simserver模拟的开题报告

开题报告

1.研究背景和意义

EAST（ExperimentalAdvancedSuperconductingTokamak）是我国建设的大型聚变装置，是目前全球最大、综合性能最先进的聚变实验装置。EAST的主要目标是实现稳态和高温聚变等关键科学问题的解决，为我国聚变科技的发展壮大提供技术支持和实践基础。EAST极向场系统是EAST的重要组成部分，具有控制轨道、控制电流和控制数据等多个功能，对聚变实验的进行具有重要意义。

然而由于极向场系统存在多种利用需求，如控制高频磁场、调节电流强度等，系统控制问题也因此变得尤为复杂。传统的PID控制方法仅仅能够满足一些简单的线性控制系统，但是对于复杂的非线性控制系统却很难得到理想的控制效果，PID参数整定的不当会导致系统性能下降和控制效果差，因此对于EAST极向场系统的控制问题进行研究和优化，尤为必要和重要。本文将通过分析极向场系统的控制要求，探究PID参数整定的方法，并通过Simserver模拟评估优化之后的控制效果。

2.研究内容和方法

本文将从极向场系统的特点、控制系统需求、PID控制原理入手，系统分析PID参数整定问题。首先，对于极向场系统的控制要求进行明确和分析，得到控制系统的需求和性能指标，包括控制精度、系统稳定性、响应时间等多个方面，进而建立相应的数学模型。其次，针对极向场系统的复杂性以及PID控制的局限性，根据系统的特性，研究各种PID参数整定方法，包括Ziegler-Nichols法、Chien-Hrones-Reswick法、实验频率法等。

然后，基于Simserver建立极向场系统的仿真模型，进行系统优化和验证，通过仿真结果对PID控制参数进行调整和优化，使得控制系统的性能达到最佳。最后，对比实验结果，验证仿真结果的有效性和可行性。

3.预期成果及意义

预期成果：

（1）对于EAST极向场系统的控制问题进行全面的分析和研究，得到系统的性能指标和控制要求等信息。

（2）对于PID参数整定的方法进行比较和分析，探究适用于复杂非线性控制系统的PID参数调整方法。

（3）基于Simserver建立极向场系统的仿真模型，模拟控制器的性能指标和控制效果，优化并确定最佳的PID控制参数。

意义：

（1）对于EAST控制系统的研究和优化，提高实验装置的性能和可靠性，为聚变技术的发展做出贡献。

（2）对于PID控制参数的研究和开发，提高非线性复杂系统的控制效果，促进工业自动化的发展。

（3）为其他研究机构和科研人员提供参考，对于控制系统的优化和调整提供思路和方法。