EAST分布式定时同步系统的实现

分布式定时同步系统在国家大科学工程EAST中有重要作用,它用于同步EAST各子系统精准投入实验的时序。分布式定时同步系统利用PXI工业级设备并结合虚拟仪器技术实现定时同步系统,可提供1 Hz～80 MHz频率的参考时钟信号,产生1 ms～6 872 s延迟触发信号（精度达10 ns）。该系统能采集信号,并能根据检测的信号实时触发相应处理机制。分布式定时同步系统精度高且运行稳定可靠,已成功应用于2010年秋季EAST放电实验。     

EAST托卡马克中央定时系统的实现

中央定时系统是EAST托卡马克装置总控系统的重要组成部分,是总控系统对各子系统进行时序和触发控制的基础.本工作建立的EAST中央定时系统采用分布式的系统结构,可对32 MHz的系统时钟信号进行0-65535的任意整数分频;能对系统触发进行延迟输出,最大的延迟时间为4294s、延迟的分辨率为1 μs.该系统性能稳定,并已成功地投入到2006年9月EAST托卡马克装置的首轮正式物理放电实验中.     

EAST托卡马克激光吹气杂质注入系统控制系统设计及测试

开展托卡马克等离子体中杂质输运与杂质控制研究对于提升等离子体约束性能与保障装置安全有重要意义。为了在EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)托卡马克装置上开展杂质输运研究,需要发展一套用于注入示踪杂质粒子的激光吹气（Laser Blow-off,LBO）微量杂质注入系统。本文描述了一种用于EAST托卡马克装置上LBO系统的控制系统设计过程与测试结果。该系统采用了全新的自动控制流程,使得系统可以重复、定量地向EAST等离子体注入不同元素的示踪杂质粒子。该设计通过STM32单片机系统实现对聚焦透镜位移、激光器被触发时刻的准确控制,且激光光斑直径可调,以改变杂质注入量。测试结果显示,系统能快速检测到外触发信号并实现精确定时,激光光斑聚焦位置误差小于0.40 mm,达到激光吹气杂质注入实验要求。本研究对在EAST装置上开展等离子体杂质输运研究具有重要意义。     

射频负离子源分布式定时同步系统设计

为满足负离子源中性束注入系统对定时同步的功能需求,设计了射频负离子源分布式定时同步系统.通过精密时钟同步协议对中性束系统中的各子系统进行同步控制,建立统一的时钟基准.实现精准控制各子系统的投入时序以及运行时间,有效提高定时精准度,保证每炮实验完整有序进行.实验测试结果表明:目前同步控制精度控制在1 μs以下,满足时序控...     

EAST安全巡检与联锁保护系统设计与实现

全超导托卡马克系统不同于常规托卡马克系统,有独特的运行特性和更高的运行风险.安全巡检与联锁保护系统是托卡马克系统中必不可少的-个重要组成部分.EAST (Experimental Advanced Superconducting Tokamak)是我国自主研发的世界上第-个全超导托卡马克系统.本文详细分析了EAST的主要运行风险,针对运行风险制定的各子系统的安全监测和保护机制,及分布式 EAST 安全巡检与联锁保护系统的系统体系结构和系统的实现.EAST 已在中国科学院等离子体物理研究所建成并于2006年9月运行成功,获得等离子体,本系统已在EAST装置的2006-2007年度的几轮实验中成功应用.     

EAST低温系统主运行模式的控制流程设计与分析

EAST托卡马克核聚变实验装置是世界上从事核聚变研究的先进科学设备。EAST低温系统是该装置的主要子系统之一,其相应DCS控制系统具有很高的稳定性和可扩展性,各部分的控制相互独立、并行执行。本文详细介绍和分析了EAST低温控制系统及在正常降温、稳态和失超模式下的控制流程设计。     

GEM相机监测EAST等离子体破裂研究

等离子体破裂是托卡马克运行中常见的一种现象,高参数等离子体运行过程中发生破裂会对实验装置安全运行产生威胁。通过对等离子体破裂的研究,可以在未来进一步做到破裂的避免和主动控制。首先介绍了EAST装置上的等离子体破裂,通过GEM相机对EAST放电实验中几种类型的破裂炮进行二维成像分析,对破裂的发生过程进行了具体分析。并且在分析过程中展示了GEM系统较传统多道系统的优越性,确认GEM可以为破裂机理研究提供有效的诊断数据。     

基于EPICS的J-TEXT CODAC系统

J-TEXT装置是华中科技大学恢复建造的中型托卡马克装置,已于2007年放电运行,其控制系统采用分布式结构,由多个子系统组成。为提高子系统集成、维护和更新的效率,并有效地管理各子系统、控制装置的运行状态及保障设备和人员安全,J-TEXT装置参考ITER CODAC的设计思路,结合J-TEXT装置的需求设计了J-TEXT CODAC系统。J-TEXT CODAC系统为装置各子系统提供统一的设计模型和相关设计标准,使用EPICS软件作为通讯中间层,设计了全局控制系统、时序和同步控制系统、联锁保护系统,并将原有控制系统改造、集成到J-TEXT CODAC系统中。目前该系统已部署在J-TEXT装置上,在2012年春季以来的多轮实验中运行良好。     

金属膜电阻型辐射热探测器在EAST上的应用

介绍了托卡马克实验装置(EAST)上用于绝对测量辐射功率的金属膜电阻探测器测量系统。金属膜电阻型探测器采用经典的惠斯通电桥电路结构,结合正弦波激励的载频信号放大技术,该系统实现了对强电磁干扰环境下微弱信号的测量。EAST上的辐射功率测量系统为48路测量阵列,用于测量等离子体放电过程中辐射功率的时空演化。文中给出了对探测器进行绝对标定的结果和典型的测量结果。     

CdTe探测器对EAST托卡马克中20–200keV硬X射线测量

介绍了EAST托卡马克装置硬X射线诊断系统。该系统由探测器阵列和电子线路组成,探测器采用水平七道的碲化镉(CdTe)探测器阵列。在EAST托卡马克装置上建立了一套较完善的硬X射线能谱诊断系统,用来测量等离子体在硬X射线辐射能段(20–200 keV)的能谱。实验结果表明,该系统能满足测量相应能量范围的等离子体硬X射线轫致辐射要求。文中给出了碲化镉探测器的标定结果及典型的放电结果。