LabVIEW对EAST长脉冲等离子体运行的陀螺稳态运行控制

LabVIEW对EAST长脉冲等离子体运行的陀螺稳态运行控制

托卡马克是实现磁约束核聚变最有希望的解决方案之一。电子回旋共振加热(ECRH是一种对托卡马克有吸引力的等离子体加热方法,具有耦合效率高,功率沉积定位好等优点。陀螺加速器是ECRH系统中使用的高功率微波源。实验性先进超导托卡马克(EAST)是世界上第一个完全超导的托卡马克。演示超过1000秒的长脉冲分流器操作是EAST的主要目标之一。ECRH系统是实现这一目标不可或缺的术语。

为了实现EASTECRH系统的6-s长脉冲运行,设计了一种ECRH系统运行方案,可以在不影响原有系统安全性和稳定性的情况下,实现ECRH系统的400-1000-s长脉冲稳态运行。

EASTECRH系统中现在有三个陀螺加速器。三个陀螺子分为两组,如图2所示。每个回旋管都有一个单独的阳极高压电源,同一组中的两个陀螺加速器共用一个阴极高压电源。

子系统的输入信号由等离子体电流组成EAST主控制台的信号、Trigger In_--60触发信号(预启动信号)、TriggerIn_0触发信号(启动信号),以及来自两套ECRH保护系统的快速过流保护触发信号、RF保护触发信号和电弧保护触发信号。

为了满足信号响应速度和采样频率的要求,选择NI cRIO作为能够实现实时处理和高速输入输出的硬件。它包括NI Linux实时操作系统和可重新配置的现场可编程门阵阵列(FPGA)。NI cRIO-9039用作控制器,多个热插拔高速双向数字模块NI 9401用于数字输入和输出。

设计了手动重启模式、自动重启模式、定时交替运行模式和保护触发交替运行模式4种工作模式。该模式在工作期间无法更改,当时间达到总脉冲时间时停止。发生快速过流保护、射频保护、电弧保护后,可复位并再次投入运行。对于其他保护措施,仍然需要仔细确定原因。因此,针对快速过流保护、RF保护和虚幻电弧保护三种保护设计了重启方案,不考虑在其他保护情况下重启。

控制软件基于LabVIEW编写。稳态操作控制的软件架构分为三部分:1)上位机人机交互界面;2)下部计算机实时VI;3)FPGAVI。上位机主机VI和实时VI通过共享变量和网络流进行数据传输,实时VI和FPGA通过直接存储器访问第一输入第一输出(DMA FIFO)进行通信。可以在上位机的主程序上设置陀螺仪的激活、脉冲时间和工作模式。

逻辑分析仪用于测试稳态运行控制系统。逻辑分析仪的采样频率为100MHz,支持同时显示32个数字信号,并支持边沿触发和电平触发。cRIO在收到Trigger_--20信号、Ip信号和正常定时Trigger_001信号后60.0ms向中央定时控制系统发送就绪信号和启动信号。

10s的ECRH重启响应时间受一个阳极电源响应时间的限制。未来,通过更换阳极电源,这可以大大缩短自动重启的响应时间到810毫秒。通过进一步优化每个硬件系统的响应,这个时间可以进一步减少到几毫秒。

这是LabVIEW的一个应用,更多的开发案例,欢迎登录北京瀚文网星官网,了解更多信息。有需要LabVIEW项目合作开发,请与我们联系。

相关推荐
nuoxin1145 小时前
GSV1011-富利威-HDMI芯片选型
arm开发·驱动开发·fpga开发·ffmpeg·射频工程
ChipCamp5 小时前
FPGA开发入门----1. Mux的三种写法,RTL的认知大提升!
fpga开发·时序逻辑·组合逻辑
XINVRY-FPGA1 天前
XCVP1802-2MSILSVC4072 AMD Xilinx Versal Premium Adaptive SoC FPGA
人工智能·嵌入式硬件·fpga开发·数据挖掘·云计算·硬件工程·fpga
9527华安2 天前
国产安路FPGA开发设计培训课程,提供开发板+工程源码+视频教程+技术支持
fpga开发·fpga·安路·视频教程·培训·安路fpga
UVM_ERROR2 天前
硬件设计实战:解决Valid单拍采样失效问题(附非阻塞赋值与时序对齐核心要点)
驱动开发·fpga开发·github·芯片
brave and determined2 天前
可编程逻辑器件学习(day36):从沙粒到智能核心:芯片设计、制造与封装的万字全景解析
fpga开发·制造·verilog·fpga·芯片设计·硬件设计·芯片制造
步达硬件3 天前
【FPGA】FPGA开发流程
fpga开发
我爱C编程3 天前
【仿真测试】基于FPGA的完整16QAM通信链路实现,含频偏锁定,帧同步,定时点,Viterbi译码,信道,误码统计
fpga开发·16qam·帧同步·卷积编码·viterbi译码·维特比译码·频偏锁定
s09071364 天前
ZYNQ DMA to UDP 数据传输系统设计文档
网络协议·fpga开发·udp
燎原星火*4 天前
QSPI IP核 基本参数
fpga开发