AST-ICRH天线相位的控制研究

EAST超导托卡马克是我国开展受控核聚变研究的新一代实验装置,离子回旋波加热(ICRH)是在该装置中加热等离子体的重要手段之一.要高效地实现波加热就要很好地控制相位,设计了一套相位控制系统,可以有效地调节加热系统天线的相位关系,从而很好地实现波加热.     

EAST-ICRH发射机宽频阻抗匹配网络的研究及实现

EAST(Experimental Advanced Superconducting Tokamak)是我国开展受控核聚变研究的新一代实验装置,离子回旋波加热(ICRH)是在该装置中加热等离子体的重要手段之一。论文介绍了离子回旋发射机中阻抗匹配网络的原理及实现方法,并采用LabVIEW软件和PLC相结合的方式开发了一套阻抗匹配网络调节系统。     

基于FPGA的电荷测量系统设计

介绍了一种基于FPGA的电荷测量系统.该系统具有并行、高速、高精度的数据处理能力.系统输入信号首先经过模拟调理电路放大、成型、滤波,然后送给ADC进行采样,采样后的数据送到FP-GA内部进行处理,最后通过USB总线传送到上位机.系统设计主要包括前端模拟信号的调理部分、ADC模数转换部分,FPGA处理和USB接口部分.最后给出了整个系统的测试结果.     

基于FPGA的EAST-ICRF实时监控系统设计

在全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)上进行核聚变试验时,离子回旋共振加热(ICRF)是该试验过程中加热等离子体的主要方法之一,而对发射机、传输线、真空室以及天线中的重要参数进行实时监测是托卡马克装置中ICRF对等离子体进行功率耦合的重要保障。提供了一种采用FPGA的ICRF实时监控系统设计方案、AD9252芯片以及SN74LS14型号施密特触发器进行数据采样,实现对各故障信号的实时显示、报警以及信号源的及时切断,同时利用FPGA可重复编程的特点,便于后期对系统进行维护和升级。     

核测量系统数字模块FPGA移植工程应用研究

为进一步提升核电厂核仪表测量系统的保护功能和控制功能,选取核仪表测量系统的一个核测量仪器柜的源量程、中间量程、功率量程,搭建FPGA移植工程验证系统,并完成典型功能的验证。其中所有数字处理模块的核心芯片选用成熟、标准厂家FPGA芯片。其功能性能指标满足工程技术指标应用要求。     

EAST-ICRH系统高功率同轴隔直器的研制

EAST超导托卡马克是我国开展受控核聚变研究的新一代实验装置,离子回旋波加热(ICRH)是在该装置中加热等离子体的重要手段之一。离子回旋加热系统中的发射机和天线两者各有一个地电平,两个地电平会存在严重的相互干扰。高功率同轴隔直器的作用是用来隔断两者之间的直流通路,从而把两端的地电平分开,保证发射机和天线系统的正常运行。论文介绍了隔直器的原理、工程结构和设计指标,分析了S参数、端口驻波比的计算和仿真,最后给出了实际的隔直器参数曲线。     

基于FPGA的数字化核脉冲幅度分析器

为了研制数字化γ能谱仪,采用现场可编程逻辑器件（FPGA）和硬件描述语言（HDL）,完成了关键的数字多道脉冲幅度分析器（DMCA）的设计。利用ModelSim软件对该设计进行了功能仿真和优化。在此基础上通过电路设计建立了数字化能谱测量实验装置,实测了^137Csγ能谱,测量结果与相同条件下InSpector2000谱仪的实测谱完全吻合。由此证明该基于FPGA的DMCA设计正确可行,具有实用性。     

基于FPGA的高性能坎贝尔积分算法研究

为满足国际热核聚变实验堆的宽量程中子通量测量需求,设计了基于FPGA和交流耦合平方积分的高性能数字化坎贝尔积分算法,拥有更强γ抑制能力的同时将中子甄别系统的测量范围从10⁵ s^-1提高到10⁸ s^-1。结合²³⁵U裂变室及坎贝尔测量原理研究了数字化坎贝尔积分算法,通过仿中子脉冲实验分析了脉冲甄别计数算法和坎贝尔积分算法重叠区域的工作性能,并得出坎贝尔积分算法在不同噪声下的适用条件,从而保证测量相对误差小于5%。使用基于该算法的测量系统在HL-2A进行了现场实验,对照脉冲甄别计数算法的测量结果进行标定,二者一致性非常好,在测量重叠范围内线性系数达0.97。     

基于FPGA的机械抖动测量方法

为了研究开关电接点的机械抖动特性和测量机械抖动情况,研制了机械抖动测量系统。论述了测量系统的硬件设计和软件设计,给出了测量系统的电路原理图,以及关键程序源代码。对轻触按钮开关、复式按钮开关、单刀双掷开关的机械抖动次数进行了测量,测量结果表明:机械抖动次数是随机数,为0~625;对于复式按钮开关而言,前沿抖动次数明显小于后沿抖动次数。人们在操作按钮开关时,要迅速果断且用力要恰当,这样有助于减小机械抖动次数。     

基于FPGA的PET晶体位置映射图数据采集的算法研究

PET晶体位置映射图数据采集是PET数据采集和图像重建系统的重要组成部分。采用Xilinx公司推出的快速可编程门阵列(FPGA)开发环境System Generator for DSP系统设计工具进行平板PET晶体位置映射图数据采集的算法研究;在Lyrtech VHS-ADC开发平台上进行软硬件协同仿真与验证,在开发设计上可大幅度地缩短开发周期,节约成本。实验结果:PET晶体位置映射图白色散点清晰,易于分割,满足PET数据采集系统的要求。     

EAST-ICRF传输线驻波电流测量

为了测量托卡马克放电期间离子回旋加热系统的传输线电流值,利用电流探针搭建了传输线电流测量系统。对传输线电流测量原理进行简单介绍,并对电流探针的特性进行分析研究,确保电流探针的性能。将实验中用电流探针测得的传输线电流值与电压探针拟合计算得到的传输线电流值进行了对比,验证了传输线电流测量系统的可靠性。     

EAST离子回旋系统液态相移器的理论设计

对EAST离子回旋系统液态相移器的原理进行了理论分析和计算,结果表明:利用液态相移器可产生相位差,从而可用离子回旋波进行电流驱动。另外,液态相移器也可与单支节液态调配器结合使用,构成传输线阻抗匹配系统。     

Influence of the Phase of the Antenna Current Standing Wave on the Power Flux in Ion Cyclotron Heating

For ion cyclotron resonance heating, the current on the antenna surface exists in a form of standing wave, and the phase of the poloidal current standing wave affects significantly on the performance of the coupling. In this paper, a coupling calculation is carried out based on a practical model for the loop antenna. The ion cyclotron wave coupling performance depends greatly on the antenna current propagation constant and the phase of standing wave. For a small antenna-current-propagation constant, the antenna coupling performance is more sensitive to a ?/2 change in the phase of standing wave.     

EAST离子回旋加热系统高功率射频放大器阳极电源的研制

离子回旋共振加热是EAST超导托卡马克核聚变实验中重要的辅助加热手段。高性能的高功率射频放大器阳极电源对整个加热系统的稳定运行起重要作用。本工作设计了基于脉冲阶梯调制（PSM）技术的阳极电源及其控制保护系统,通过采集电源的实验数据对电源的设计进行了验证。实验结果证明,本阳极电源的设计和参数选择均是合理正确的,电源的开通和关断以及控制保护的数据指标完全达到设计要求。     

基于FPGA的CSR高频控制系统相位求解模块设计

CSR高频控制系统需要对高频正弦波激励信号的幅度、相位、频率进行稳定控制。相位arctan(Q/I)求解是必不可少的模块。论述了一种新的基于FPGA平台和对称查找表法(SBTM)的求解相位arctan(Q/I)的方法,做了详细的理论分析,给出了具体实现的代码和结果。该模块精度高,消耗资源少,可直接应用于CSR高频控制系统。     

基于FPGA与GPS的时间测量电路设计与实现

为宇宙射线缪子（μ子）测量实验设计了基于FPGA的高精度时间-数字转换器（TDC）,结合TDC测量值与GPS提供的标准时间(UTC)精确记录了粒子事件的时间信息。TDC采用粗计数+细时间测量相结合的方式,用计数器实现动态范围大于1 s的粗时间测量;使用FPGA加法进位延时链构建时间内插完成了细时间测量,并借助Wave-Union与bin-by-bin方法提高时间分辨并改善非线性。实验室测试双边沿TDC的时间分辨为16.68 ps,时间测量精度（RMS）好于45 ps。测量结果表明,该TDC满足脉冲前沿时间甄别要求。     

EAST离子回旋波加热快速阻抗匹配系统的研究

离子回旋波加热是EAST装置最重要的辅助加热方法,在实验中获得了明显的加热效果。射频功率源与天线负载之间阻抗匹配才能保证最大的加热功率输出。在射频加热实验中,等离子体参数的改变将会引起天线负载阻抗的快速变化,为应对这一情况研制出了快速阻抗匹配系统。本文采用解析法和计算机仿真相结合的分析方式,研制了该阻抗匹配系统的铁氧体匹配支节,并对其性能进行了测试。测试结果表明,快速阻抗匹配系统的时间响应速度明显优于传统匹配方式的,可作为实时匹配的候选者。