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天线阻抗调配是EAST-ICRH系统中的关键问题之一,为解决此问题,在新型ICRH天线和传输线之间接入了真空调配电容。而天线工作在EAST真空室内,所以须对电容进行远程调配,达到系统阻抗匹配的效果。本文的工作就是要构建一套基于RS-485网络的ICRH天线电容远程调配系统。
文中详细研究了EAST-ICRH天线电容远程调配系统的原理和实现方法。采用基于RS-485网络的远程控制方式,利用计算机串口通信技术,设计并实现了天线电容远程调配系统。该系统主要由三部分组成:工控PC机控制终端、由高性能工业级单片机和CPLD等主要部件组成的前端控制器、驱动器和伺服电动机构成的执行部件。控制终端界面利用VC编程,不仅实现了对前端控制器的远程控制,而且获得了交互性良好的人机界面。前端控制器模块中的微处理器以串行方式接收控制终端的指令,完成命令解析后控制电机运转。伺服电动机轴端输出的编码器信号同时反馈给驱动器和控制器,控制器可以及时获知电机运转的实际情况并返回给控制终端,最终实现电容的准确定位。文中还对调配电容的非线性特性进行了分析,给出了电容值和脉冲指令之间的转换算法和电容值的校准方法,以保证控制终端显示结果的有效性。最后对该系统的功能和主要指标进行了测试和分析,结果表明:EAST-ICRH天线电容远程调配系统的软硬件设计均满足设计要求,在阻抗匹配上达到了预想的效果。