Алгоритм управления с адаптацией неустойчивым вертикальным положением плазмы в токамаке

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Решается задача разработки и моделирования алгоритма адаптивного управления неустойчивым вертикальным положением плазмы в вертикально вытянутом токамаке, где на каждой итерации для изменяющейся модели плазмы, идентифицированной методом наименьших квадратов (МНК), автоматически синтезировался новый ПИД-регулятор. Параметры регулятора в обратной связи вычислялись посредством заданного расположения полюсов замкнутой системы управления в левой полуплоскости комплексной плоскости. В качестве начальной модели системы управления использовалась робастная система, синтезированная с помощью теории количественной обратной связи (Quantitative Feedback Theory - QFT). Система была промоделирована на цифровом стенде реального времени (https://www.ipu.ru/plasma/about).

Об авторах

Ю. В. Митришкин

Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова;Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН

Email: yvm@mail.ru
Москва

С. Л Иванова

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН

Email: ivanovasvetlanamsu@gmail.com
Moscow, Russia

К. С Мухтаров

Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kirill.muhtarov@mail.ru
Moscow, Russia

Список литературы

  1. Mitrishkin Y.V., Pavlova E.A., Kuznetsov E.A., Gaydamaka K.I. Continuous, saturation, and discontinuous tokamak plasma vertical position control systems // Fusion Engineering and Design, Elsevier Publ. 2016. V. 108. P. 35-47.
  2. Хвостенко П.П., Анашкин И.О., Бондарчук Е.Н., Инютин Н.В., Крылов В.А., Левин И.В., Минеев А.Б., Соколов М.М. Экспериментальная термоядерная установка Токамак Т-15МД // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2019. Т. 42. № 1. С. 15-38.
  3. Митришкин Ю.В., Карцев Н.М., Зенков С.М. Стабилизация неустойчивого вертикального положения плазмы в токамаке Т-15. I // АиТ. 2014. № 2. С. 129-147.
  4. Митришкин Ю.В., Карцев Н.М., Зенков С.М. Стабилизация неустойчивого вертикального положения плазмы в токамаке Т-15. II // АиТ. 2014. № 9. С. 31-44.
  5. Митришкин Ю.В., Коньков А.Е., Коренев П.С. Cравнительное исследование систем управления реального времени вертикальным положением плазмы в токамаке с разными источниками питания обмотки горизонтального управляющего поля // Вопросы атомной науки и техники. Серия: Термоядерный синтез. 2022. Т. 45. № 3. С. 34-49.
  6. Kuznetsov E.A., Mitrishkin Y.V., Kartsev N.M. Current Inverter as Auto-Oscillation Actuator in Applications for Plasma Position Control Systems in the Globus-M/M2 and T-11M Tokamaks // Fusion Engineering and Design. 2019. V. 143. No. 3. P. 247-258.
  7. Khayrutdinov R.R., Lukash V.E. Studies of plasma equilibrium and transport in a tokamak fusion device with the inverse-variable technique // J. Comput. Phys. 1993. V. 109. No. 2. P. 193-201.
  8. Mitrishkin Y.V., Kartsev N.M., Zenkov S.M. Vertical position, shape, and current control in T-15 tokamak // Proc. the IFAC Conference on Manufacturing Modelling, Management and Control. Saint Petersburg, 2013. P. 1820-1825.
  9. Garcia-Sanz M. Robust Control Engineering. Practical QFT solutions. USA: CRC Press, 2017.
  10. Mitrishkin Y.V. Plasma magnetic control systems in D-shaped tokamaks and imitation digital computer platform in real time for controlling plasma current and shape // Advances in Systems Science and Applications. 2022. V. 22. No. 1. P. 1-14.
  11. Митришкин Ю.В., Коньков А.Е., Коренев П.С. Цифровой моделирующий стенд реального времени для управления плазмой в токамаках // Материалы XVI Международной конференции. Устойчивость и колебания нелинейных систем управления (конференция Пятницкого). Москва, 2022. С. 286-289.
  12. Митришкин Ю.В. Способ магнитного управления плазмой в токамаке в реальном времени и устройство для его осуществления // Патент на Изобретение №2773508. Приоритет изобретения 29.09.2021 г. Дата государственной регистрации в Государственном реестре изобретений РФ 06.06.2022 г. Федеральный институт промышленной собственности (ФИПС).
  13. Льюнг Л. Идентификация систем / Теория пользователя: Пер. с англ. Под ред. Я.З. Цыпкина. М.: Наука, 1991.
  14. Wang L. PID Control System Design and Automatic Tuning usingMATLAB / Simulink. UK: Wiley, 2020.
  15. Skogestad S., Postlethwaite I. Multivariable Feedback Control. Analysis and Design. UK: Wiley, 2005.
  16. Тюкин И.Ю., Терехов В.А. Адаптация в нелинейных динамических системах. М.: Издательство ЛКИ, 2008.
  17. Adaptive Robust Control Systems / By Anh Tuan Le (Editor). IntechOpen, March 2018. 362 p. https://doi.org/10.5772/intechopen.68813
  18. Abdalla T. Adaptive Data-Driven Control for Linear Time Varying Systems // Machines. 2021. V. 9. No. 8. P. 167.
  19. Yechiel O., Guterman H. A survey of adaptive control // International Robotics & Automation Journal. 2017, 3(2), 290-292. https://doi.org/10.15406/iratj.2017.03.00053

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2023