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EAST等离子体位形、电流控制系统的设计需要建立等离子体与主动线圈和被动导体相互作用的模型,即等离子体响应模型。基于等离子体响应模型建立托卡马克装置的仿真模型来模拟等离子体的行为,对于建立和完善等离子体控制系统具有重要的意义。
等离子体击穿要求有合适的环电压和真空区域内较大的零场区。论文根据EAST装置和其它子系统的特点,讨论了EAST首次等离子体放电的电阻击穿方案。根据电阻击穿的目标参数进行EAST的击穿计算模拟,得到了击穿阶段所需的击穿电阻和线圈电流变化率,为EAST的放电实验提供了参考。
EAST等离子体控制仿真模拟系统是等离子体控制系统的一部分,用于对等离子体控制算法的修改和更新进行测试。它的核心是等离子体的响应模型。在等离子体的电流分布和参数保持不变,等离子体可以在径向和垂直方向刚性移动的假设条件下,得到的等离子体对外部导体的响应模型称为RZIP刚体模型。论文讨论了EAST等离子体的RZIP刚体响应模型的导体回路方程和等离子体电路方程,得到了RZIP模型的空间状态方程。应用美国通用原子研究所(General Atomics,GA)的托卡马克仿真模拟系统(Simserver)的架构,对EAST的真空模型、RZIP模型进行仿真模拟,验证了等离子体控制系统(Plasma Control System,PCS)线圈电流控制和RZIP控制的控制逻辑。