基于智能化趋势的工程机械界面设计研究

目的 工业4.0时代,在智能化大环境下的工程机械与智能科技融合已成为重要趋势,众多复杂技术的使用为用户带来了使用上的困难。为了减少使用上的问题,对工程机械产品进行智能化交互设计研究,提出工程机械界面设计的参考原则。方法 利用文献调查法、个案分析法和归纳法,对智能化工程机械特征进行分析。结合交互设计的发展现状、智能化的应用,对相关案例进行归纳总结,分析智能化工程机械的界面设计。结论 智能技术与工程机械融合形成了操控系统智能化、多种信息集成化、交互形式多样化3大设计特征,从基于逻辑的层级划分、不同载体的相互协调、设备操作的去专业化3个方面展开界面设计,是基于用户使用过程中的逻辑构架和信息交流展开的人性化设计过程,能够减少智能化过程中存在的一些潜在问题。     

EAST远程等离子体控制门户系统的安全管理

EAST装置是世界上第一个非圆截面全超导托卡马克核聚变实验装置,已经发展成为国际上重要的合作实验平台.为扩大和方便合作单位参与实验,提出开发EAST远程等离子体控制系统,系统采用Web开发模式,其功能是为远程客户提供获取实验数据、即时控制服务和放电方案设置服务.其门户系统设计主要负责身份验证与授权、请求格式检查和技术数据检查等安全性功能.身份验证与授权阶段采用三阶段验证,主要采用VPN,数字证书和随机验证码等网络安全技术.请求格式检查和技术数据检查采用模块化技术,针对不同放电方案单独编写模块,保证系统的可扩展性.     

The Design of the Plasma Control System in KTX

KTX(Keda Torus for eXperiment)is a new reversed field pinch device.The KTX plasma control system(PCS)can provide real-time,stable,flexible plasma control which is designed by ASIPP(Institute of Plasma Physics,Chinese Academy of Sciences),based on the Linux cluster system and EPICS(Experimental Physics and Industrial Control System)framework,and developed from DIII-D(Doublet III-D)PCS.The control of the equilibrium field in KTX uses a PID(Proportional-Integral-Derivative)feedback controller.The control of the gas injection is an open loop control.The plasma control simulation system is one part of the plasma control system,which is used to test the plasma control algorithm if it is revised and updated.The KTX PCS has been successfully tested using HT-7(Hefei Torus 7)experiment data in simulation mode.In the next phase,an error field feedback control and KTX simulator will be added to the KTX PCS,and the KTX PCS will be applied in experiments in the future.     

EAST等离子体剖面数据可视化

EAST已经初步建立较为完善的分析数据数据库,相较于存储原始采集信号的一级数据库,科研人员称这个包含EAST各个子系统（诊断、加热、加料等）具体物理信息的数据库为EAST二级数据库.为了便于科研人员从EAST二级库中查看和分析等离子体剖面数据,采用Python及PyQt开发了数据可视化图形用户软件.它可以分析比较来自不同诊断系统的剖面数据,具有将剖面数据用图形表示出来并改变图形属性等功能.同时在等离子体放电实验期间,提供了炮间分析等离子体剖面数据可视化的功能.本文介绍了EAST剖面数据可视化系统的设计方案与实现方法,同时也给出了系统的初步测试结果.     

实时控制系统中数据的实时分片存储

为了在不影响实时控制系统响应时间的前提下实时地保存数据,提出了一种基于分片的数据实时存储方式.通过在实时控制系统中添加存储节点,在实时控制的过程中,实时节点将数据按时间分片,传给存储节点,存储节点采用分片存储的方式保存到存储系统中.这种方式只需要占用实时控制节点很少的控制周期时间,结合新增的存储节点完成对实时数据的存储,能在控制过程中实时读取分析数据.该方式应用于东方超环(EAST)等离子体控制系统上,能够较好的实现对长脉冲放电和未来的稳态放电实验数据进行实时的存储和读取分析,也能为其他实时控制系统的数据的实时存储提供借鉴.     

Construction and Implementation of the Online Data Analysis System on EAST

In order to obtain diagnostic data with physical meaning,the acquired raw data must be processed through a series of physical formulas or processing algorithms.Some diagnostic data are acquired and processed by the diagnostic systems themselves.The data processing programs are specific and usually run manually,and the processed results of the analytical data are stored in their local disk,which is unshared and unsafe.Thus,it is necessary to integrate all the specific process programs and build an automatic and unified data analysis system with shareable data storage.This paper introduces the design and implementation of the online analysis system.Based on the MDSplus event mechanism,this system deploys synchronous operations for different processing programs.According to the computational complexity and real-time requirements,combined with the programmability of parallel algorithms and hardware costs,the OpenMP parallel processing technology is applied to the EAST analysis system,and significantly enhances the processing efficiency.     

EAST等离子体控制仿真模拟可视化运行系统

等离子体控制仿真模拟功能库 (SPACE) 是一款基于开源软件Python开发的用于磁约束核聚变托卡马克装置等离子体控制仿真模拟的函数库. 其主要功能是在托卡马克装置模型、等离子体物理模型和控制系统模型基础上, 利用计算机数值仿真技术, 对托卡马克等离子体控制进行分析、设计、预测和仿真实验. 针对SPACE各功能模块可视化运行需求, 本文采用Python和PySide2开发了适用于EAST超导托卡马克的等离子体控制仿真模拟可视化运行系统. 该系统可使实验人员以图形交互的方式进行等离子体控制仿真模拟的相关操作, 显著提升等离子体控制仿真模拟的效率.     

EAST垂直位移快速控制的模拟与输出优化

EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)等离子体垂直位移快速控制系统在保障等离子体平稳运行、获得高性能等离子体方面起到重要的作用。目前EAST垂直位移控制算法集成在等离子体控制系统PCS(Plasma Control System)中,利用反射内存卡将控制命令传输到快控电源从而进行控制,这种方案具有较长的系统间通信延迟以及输出读写延迟。基于PCS中控制算法,设计一套独立的垂直位移控制算法,使得系统从PCS中剥离,减少系统通信延迟,并提出一种算法模拟方案,利用历史数据实现算法模拟。同时引入一种新型输出机箱替代原有的输出方式,通过光纤传输,缩短输出延迟,提高系统响应速度,满足控制需求。     

EAST PCS日志管理系统的设计与实现

EAST等离子体控制系统日志文件大且繁,不便于系统对错误类型的统计分析,也不能快速找到错误原因,给实验带来了极大的不便.基于这样的背景,有必要挖掘日志信息,建立等离子体控制系统的日志数据库,并开发基于B/S模式的管理系统.日志数据库的建立是通过正则表达式提取出日志文件中的特征信息,信息经过抽取整合后存入关系型数据库;系统前端采用Apache、PHP、MySQL进行开发,为不同角色的用户提供良好的交互平台,实现了日志信息查询、评论管理和用户管理功能.