نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی

2 پژوهشکده پلاسما و گداخت هسته‌ای، پژوهشگاه علوم و فنون هسته‌ای، سازمان انرژی اتمی

10.24200/nst.2020.576.1411

چکیده

در این مقاله با بهره‌گیری از توابع انرژی و روش همیلتون-لاگرانژ، مدلی از دینامیک جریان پلاسما و معادلات دینامیکی ما بین آن با جریان سیم‌پیچ‌های فعال در توکامک دماوند استخراج شده است. در فرایند محاسبه پارامترهای مدل دینامیک جریان پلاسما از محاسبات تحلیلی بر پایه قوانین فیزیکی و همچنین روش‌های تخمین پارامتر استفاده شده است. فرایند تخمین پارامتر بر اساس یک مدل جعبه خاکستری صورت گرفته و از داده‌های سه شات‌ تجربی توکامک دماوند در حضور پلاسما به منظور تخمین پارامتر نامشخص مدل و همچنین صحه‌گذاری استفاده شده است. نتایج مدل‌سازی جریان پلاسما، بیانگر مدل دینامیکی با پارمترهای متغیر به صورت تابعی از شرایط و موقعیت مکانی پلاسما است. در این مقاله، بر اساس مدل‌سازی صورت گرفته، یک کنترل‌کننده مقاوم تناسبی-انتگرالی به منظور کنترل جریان پلاسما با استفاده از مقدار جریان سیم‌پیچ‌های مرکزی و تعادلی و نحوه تاثیر‌گذاری آن‌ها طراحی شده است. نتایج شبیه‌سازی با استفاده از داده‌های تجربی، بیانگر عملکرد قابل قبول سیستم کنترل طراحی شده است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Modeling and robust control system design for plasma current in Damavand tokamak

نویسندگان [English]

  • Hassan Zandi 1
  • Masoome Fatahi 1
  • Bijan Moaveni 1
  • Hossein Rasouli 2

1 K. N. Toosi University of Technology

2 Plasma and Nuclear Fusion Research School, Nuclear Science and Technology Research Institute

چکیده [English]

In this paper, a dynamic model of plasma current and its relation with the currents of active coils is derived using the Hamilton-Lagrange and energy functions. Model parameters of the plasma current are calculated using analytical relations and parameter estimation methods. The parameter estimation is done based on the gray-box model. The experimental data of three shots in the presence of plasma in Damavand Tokamak have been used to estimate the parameters of the model. The results of plasma current modeling show a dynamic model with variable parameters as a function of plasma conditions and plasma position. In this paper, based on the obtained dynamical model, a robust PI controller has been designed to control the plasma current using the currents of central solenoid and equilibrium coil. The simulation results using real experimental data indicate the acceptable performance of the designed control system.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Damavand tokamak
  • Plasma Current Dynamic
  • Hamilton-Lagrange Method
  • Gray-Box Model
  • Robust Controller