发明名称 中性束注入器自适应实验运行控制配置方法
摘要 本发明公开了一种中性束注入器自适应实验运行控制配置方法,包括脉冲信号配置、时序脉宽配置、幅值波形配置方法,通过设计一组时序控制参数生成算法,根据实验需求进行自适应配置,满足了NBI系统实验运行关键参数修改需求,操作简单、可靠和高效。该发明所实现的技术可以广泛应用于现场实时控制、计算机控制、工业自动化等领域。
申请公布号 CN104199316B 申请公布日期 2017.01.11
申请号 CN201410289714.9 申请日期 2014.06.24
申请人 中国科学院等离子体物理研究所 发明人 盛鹏;胡纯栋;吴德云;赵远哲;崔庆龙;张小丹;林宇莲;张睿
分类号 G05B19/04(2006.01)I 主分类号 G05B19/04(2006.01)I
代理机构 安徽合肥华信知识产权代理有限公司 34112 代理人 余成俊
主权项 一种中性束注入器自适应实验运行控制配置方法,其特征在于:首先对中性束引出时间进行配置,然后对各子系统的实验系统输出幅值进行配置,系统根据参数设置规则和数据操作方法集对实验运行控制所需的参数进行控制逻辑计算生成实验控制所需的配置波形;具体步骤如下:中性束注入器的高压电源的投入时刻作为中性束注入器一炮实验运行的零时刻,其它电源系统以此时刻作为时序配置的原点,实现电源系统的协调运行;中性束注入器电源系统配置参数分为数字信号和模拟信号控制,数字信号主要包括电源过脉宽控制命令信号CMD、输出脉宽控制信号START、盲区信号BLIND、整流侧开关信号SWITCH,模拟信号包括幅值设置信号SV和保护信号SP,电源过脉宽控制命令信号CMD表示电源系统控制器在CMD信号为高电平时,可以接受外部控制信号输入,输出脉宽控制信号START直接控制电源输出脉宽,盲区信号BLIND控制电源系统的反馈控制的投入,当BLIND信号有效时,反馈控制不投入控制运行,幅值设置信号SV对电源的输出幅值进行调节,保护信号SP是电源系统进行保护的动作阈值,电源的工作过程是CMD信号使能电源控制器接受控制命令,保护信号SP设置电源保护阈值,整流侧SWITCH信号控制电源系统主回路加电,输出脉宽控制信号START和幅值设置信号SV同步开始输出,在START控制信号有效期间内,电源输出幅值随着SV的控制设定波形输出,且收到盲区信号BLIND对反馈控制投入的控制;中性束注入器实验运行控制的数字信号由两类时序波形来表示:(1)脉冲信号F<sub>Pulse</sub>(t<sub>1</sub>, Len):脉冲信号与起始时间相关t<sub>1</sub>,持续时间Len由脉宽决定;(2)时序信号F<sub>Timing</sub>(t<sub>1</sub>, t<sub>2</sub>):时序信号与起始时间t<sub>1</sub>和结束时间t<sub>2</sub>相关,持续时间为Δt = t<sub>1</sub>‑t<sub>2</sub>;用户设定的参数对脉冲信号来说是起始时刻t<sub>1</sub>和脉宽Len,对时序信号来说需要设置点就是起始t<sub>1</sub>和结束时刻t<sub>2</sub>,在设置电源配置参数后,把时序信号F<sub>Pulse</sub>(t<sub>1</sub>, Len)和脉冲信号F<sub>Timing</sub>(t<sub>1</sub>, t<sub>2</sub>)统一为时序函数f<sub>T</sub>(t<sub>i</sub>, Δt<sub>i</sub>, m),表示中性束注入器时序控制波形起始于t时刻,有效持续时间为Δt,m为时序函数类型,类型分为m<sub>Pulse</sub>和m<sub>Timing</sub>;中性束注入器实验运行控制所使用的模拟信号输出可以由两类幅值波形来控制:(1)方波信号f<sub>APulse</sub>(t<sub>i</sub>, t<sub>i+1</sub>,A<sub>i</sub>):一系列在t<sub>i</sub>时刻到t<sub>i+1</sub>时刻幅值固定为A<sub>i</sub>的一系列方波组成,每段的波形输出脉宽时间为Δt<sub>i</sub> = t<sub>i+1</sub> – t<sub>i</sub>;(2)阶梯信号f<sub>AStep</sub>(t<sub>i</sub>, A<sub>iRise</sub>, t<sub>i+1</sub>, A<sub>iFlat</sub>, t<sub>i+2</sub>, A<sub>iFall</sub>, t<sub>i+3</sub>, A<sub>iEnd</sub>):中性束注入器的一些幅值设置波形需要对设备进行爬坡设置和缓降设置,因此该阶梯信号表示在第i时刻t<sub>i</sub>波形开始以不高于A<sub>iRise</sub>/( t<sub>i+1</sub> – t)速率爬升至t<sub>i+1</sub>时刻,在t<sub>i+1</sub>时刻后以A<sub>iFlat</sub>幅值输出直到t<sub>i+2</sub>时刻,从t<sub>i+2</sub>时刻开始波形输出以不低于A<sub>iFall</sub>/( t<sub>i+3</sub> – t<sub>i+2</sub>)的速率下降至t<sub>i+3</sub>时刻,以A<sub>iEnd</sub>输出结束;将方波信号f(t<sub>i</sub>, t<sub>i+1</sub>,A<sub>i</sub>)作为阶梯信号的一种特殊情况,即当阶梯信号f<sub>AStep</sub>(t<sub>i</sub>, A<sub>iRise</sub>, t<sub>i+1</sub>, A<sub>iFlat</sub>, t<sub>i+2</sub>, A<sub>iFall</sub>, t<sub>i+3</sub>, A<sub>iEnd</sub>)的时刻t<sub>i</sub> = t<sub>i+1</sub>且t<sub>i+3</sub> = t<sub>i+2</sub>时,阶梯信号就变为方波信号,因此中性束注入器系统模拟信号输出波形可以由函数f<sub>A</sub>(t<sub>i</sub>, A<sub>iRise</sub>, t<sub>i+1</sub>, A<sub>iFlat</sub>, t<sub>i+2</sub>, A<sub>iFall</sub>, t<sub>i+3</sub>, A<sub>iEnd</sub><sub>,</sub> m)生成,m为波形类型,分为m<sub>Step</sub>和m<sub>Pulse</sub>,配置参数由用户输入后,由上述函数f<sub>T</sub>(t<sub>i</sub>, Δt<sub>i</sub>, m)和f<sub>A</sub>(t<sub>i</sub>, A<sub>iRise</sub>, t<sub>i+1</sub>, A<sub>iFlat</sub>, t<sub>i+2</sub>, A<sub>iFall</sub>, t<sub>i+3</sub>, A<sub>iEnd</sub>, m)生成,系统中所有涉及到的脉冲信号、时序脉宽和幅值波形的起始时刻均以高压电源投入运行时刻作为时间原点计算,假设高压电源的投入时刻为t<sub>0</sub>时刻,则先于高压电源投入时刻运行的系统的时刻记为t<sub>Lead</sub>,高压电源的运行时间为t<sub>Acc</sub>,在高压运行结束后发生的事件时刻记为t<sub>Tail</sub>;按照上述算法,脉冲信号以上升沿起始时刻作为触发时刻的时间点,脉冲宽度固定,由系统统一设定,中性束注入器引出时间通过修改高压电源运行时间进行修改,所有相关子系统的运行时间根据设定的逻辑以引出时间为基础进行自动计算,以满足中性束注入器运行的控制需求,每个运行参数设置配置一个自动计算判定条件和操作方法,时序脉宽信号的起始时刻以上升沿时刻为起始时刻,以下降沿时刻为时序脉宽结束时刻,时序脉宽设定以上升沿时间、脉宽时间和下降沿时间来设定,幅值波形信号的起始时刻以幅值波形数据输出的第一个点为起始时刻,在每个定时系统的定时周期内输出相对应的数据点,幅值波形信号长度为幅值波形数据点数与定时系统的定时周期的乘积。
地址 230031 安徽省合肥市蜀山区蜀山湖路350号