真空 ›› 2026, Vol. 63 ›› Issue (1): 61-65.doi: 10.13385/j.cnki.vacuum.2026.01.10
魏于苹1,2, 蒲世豪1,2, 贺岩斌1,2, 李运坡1,2, 金凡亚1, 钟利1
WEI Yuping1,2, PU Shihao1,2, HE Yanbin1,2, LI Yunpo1,2, JIN Fanya1, ZHONG Li1
摘要: 线圈电源为核聚变装置提供所需的磁约束场环境,实现等离子体位形控制。本项目研发设计了一种基于线圈电源的快速响应、快速跟随双极性输出系统,旨在使线圈电源达到大功率双极性输出的同时实现输出电流变化率高、响应速度快、跟随性强、无过冲、精度高、稳定性强的要求。研究主要从硬件主回路IGBT连接和软件模糊模型预测自适应控制器两个方面进行设计。此设计在反场箍缩聚变装置中的线圈电源上经实验证明,可实现在线圈电源大功率、双极性输出,且响应速度快、跟随性强、精度高,并能长时间稳定运行,可满足聚变领域、等离子体应用领域的装置的大功率与快速性要求。
中图分类号: TL67
| [1] 胡星光,宋执权,高格,等.ETR聚变装置及其电源系统[J]. 南方能源建设, 2022,9(2):19-25. [2] 孟建辉,吴小龙,张自力,等. 三相隔离型AC-DC-DC电源自适应线性自抗扰控制方法及纹波抑制补偿策略[J]. 电工技术学报, 2023 ,38(14):3898-3908. [3] 江钱,高格,汪舒生,等. 基于自抗扰控制的共振磁扰动线圈电源研究[J]. 强激光与粒子束, 2025 ,37(3) :163-170. [4] 周宇,王禹晨,黄懿赟,,等. EAST鱼尾偏滤器磁体线圈电源的研制[J]. 强激光与粒子束, 2023 ,35(6):139-143. [5] 周宇,黄懿赟,郭斐,等. 基于谐振频率扫描的EAST鱼尾偏滤器磁体电源反馈控制策略的研究[J]. 原子能科学技术, 2023,57(7):1465-1472. [6] 钟武律,肖国梁,佟瑞海,等. 磁约束核聚变托卡马克装置研究进展与展望[J]. 原子能科学技术,2024,58(S2):296-307. [7] 段旭如,钟武律,薛雷.磁约束核聚变能研究进展与展望[J]. 核科学与工程, 2024,44(5):989-994. [8] 李维斌,陈宇红,王雅丽,等. 磁场电源在HL-2M装置初始等离子体放电中的应用[J]. 核聚变与等离子体物理, 2021,41(S2):467-471. [9] 陈大潮,尚雷,尚风雷,等. 磁场电源数字化控制器研制[J]. 核聚变与等离子体物理, 2021,41(S2):105-107. [10] 胡星光,宋执权,高格,等.IETR聚变装置及其电源系统[J]. 电力电子技术, 2017,51(1):19-25. [11] 黄海宏,郑小朋,吴义兵,等.高精度大功率双向可调电源设计[J]. 核聚变与等离子体物理, 2020, 40(2): 168-173. [12] SARMA J, CHATTERJEE S, BISWAS R, et al.A digitally controlled adaptive LDO for power management unit in sensor node[J]. Integration, 2022,87:29-39. [13] JIANG Q; GAO G; WANG S,et al.Design and analysis of a pulsed coil power supply for the DIII-D tokamak[J]. Fusion Engineering and Design, 2023,194:113740. [14] 杜里根,方诣博,李玉玲. 基于自适应模糊系统的感应加热电源温度控制[J]. 电工技术,2020(12):10-12. [15] 赵欣,彭章君,刘昱博,等. 一种量化因子改进型的模糊自适应 PID 控制算法[J]. 兵工自动化, 2024,43(6):27-30. [16] 唐晓倩,贺铭龙,孙亭,等. 中频加热电源模糊自适应PID控制系统的设计与实现[J]. 机电工程技术, 2024,53(1):99-102. [17] 李宁. 基于双闭环自适应整定PI变频逆变电源的研究[J]. 电气传动自动化, 2023,45(5):12-15. [18] 黄荣林,傅鹏,黄连生,等. CRAFT超导磁体电源控制策略设计[J]. 核聚变与等离子体物理, 2023,43(3):255-262. [19] 董雪雨,李建兵,郭静坤,等. 基于无模型自适应控制的数字电源研究[J]. 信息工程大学学报, 2023,24(3):55-63. [20] 关键,凌文斌,马勋,等. SPERF环向场线圈脉冲电流源设计[J]. 电源学报, 2022,20(6):174-183. [21] LIU P, SHEN W J, CHAI C K, et al.Development of a magnet power supply with a common-mode rejection method based on automatic calibration of driving pulses[J]. Journal of Electrical Engineering & Technology, 2022,18:457-465. [22] WANG J J, HUANG Y Y, CHEN H, et al.Load model of high power magnet power supply for EAST based on GMPSO-BP neural network[J]. Fusion Engineering and Design, 2024,201:114272. [23] ZHANG X N, Li H, WANG G H, et al.Impact analysis of power supply fault-state on magnets in fusion devices[J]. Fusion Engineering and Design, 2024,208:114656. [24] GUAN D L, LIU Y, FU J Y, et al.Research on tracking control technology based on fuzzy PID in underwater optical communication[J]. Photonics, 2024,11(10):957. [25] YANG X, WU D F, WANG C L, et al.Adaptive fuzzy PID control of high-speed on-off valve for position control system used in water hydraulic manipulators[J]. Fusion Engineering and Design, 2024,203:114437. [26] HE C J, ZHOU D Q, SHENG W F, et al.Fuzzy-PID controller design for RGV speed track based on improved PSO algorithm[J]. Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering, 2024,46(11):669. [27] SU W T.The design of adaptive control algorithm for chopper power supply[J]. Radiation Detection Technology and Methods, 2023,7(4):514-520. |
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