全超导托卡马克核聚变发电装置快控电源的改进灰色预测滑模电流控制

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作者 黄海宏 陈昭 王海欣 《电工技术学报》 北大核心 2025年第16期5317-5329,共13页

全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源是实现可控核聚变中等离子体垂直位移控制的重要装置。EAST快控电源采用多个H桥逆变支路并联工作模式,电源的总输出电流对参考电流的快速跟踪控制直接影响等离子体的平衡控制,而各个并联支... 全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源是实现可控核聚变中等离子体垂直位移控制的重要装置。EAST快控电源采用多个H桥逆变支路并联工作模式,电源的总输出电流对参考电流的快速跟踪控制直接影响等离子体的平衡控制,而各个并联支路的输出电流一致性对支路稳定工作十分重要。为加快EAST快控电源输出电流动态响应速度和保证各个支路电流平衡,该文提出一种改进灰色预测新型快速变幂次趋近率滑模控制方法,实现EAST快控电源输出电流的良好控制。为加快输出电流响应速度,在总输出电流反馈环节加入改进灰色预测,根据输出电流的凹凸性和积分思想对灰色预测背景值进行重构,将预测值加入到原始序列替换旧信息以实现滚动预测,可以有效提高输出电流的预测精度。设计以总电流跟踪参考电流和支路电流均衡为控制目的滑模面,提出一种新型快速变幂次趋近率以加快滑模系统的收敛速度。仿真和实验验证了提出的控制方法对比其他传统控制方法具有更好的支路电流一致性和更快的输出电流响应速度。 展开更多

关键词 全超导托卡马克核聚变发电装置(EAST)快控电源 输出电流 灰色预测 滑模控制

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HT-7U托卡马克核聚变装置中纵场超导磁体系统的设计 被引量：1

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作者 高大军 陈文革 翁佩德 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 2004年第2期118-122,共5页

HT-7U核聚变实验装置是"九五"国家重大科学工程项目,它是一个具有非圆截面的全超导托卡马克装置,是用于研究先进的托卡马克运行模式来获得准稳态的、极长的长脉冲等离子体,并可实现全电流下的双零高β和单零等离子体的运行实... HT-7U核聚变实验装置是"九五"国家重大科学工程项目,它是一个具有非圆截面的全超导托卡马克装置,是用于研究先进的托卡马克运行模式来获得准稳态的、极长的长脉冲等离子体,并可实现全电流下的双零高β和单零等离子体的运行实验。整个装置包括装置主机以及低温、真空、电源及控制、数据采集和处理、波加热、波驱动电流、诊断与公共基础设施等重要子系统,其中装置主机是由超导纵场磁体系统、超导极向场磁体系统、真空室及其内部部件、内外冷屏和外真空杜瓦5大部件组成。文章主要介绍了HT-7U纵场超导磁体系统结构与超导管状电缆CICC(Cable-in-ConduitConductor)的设计以及该磁体系统的各种力学分析等。 展开更多

关键词 托卡马克 核聚变装置 纵场超导磁体系统 等离子体

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中国的超导托卡马克装置HT-7U用炭基面对等离子体材料的研究(英文) 被引量：13

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作者 郭全贵 刘朗 +2 位作者 宋进仁 李建刚 陈俊凌 《新型炭材料》 SCIE EI CAS CSCD 2001年第3期64-68,共5页

聚变能作为一种潜在的替代能源 ,可以为将来提供清洁和无穷尽的能源供给 ,引起中国政府的高度重视。一项国家大科学工程“超导托卡马克HT 7U的建造”目前正在中国科学院合肥等离子体物理研究所实施。考虑到HT 7U将运行在高热负荷和近稳... 聚变能作为一种潜在的替代能源 ,可以为将来提供清洁和无穷尽的能源供给 ,引起中国政府的高度重视。一项国家大科学工程“超导托卡马克HT 7U的建造”目前正在中国科学院合肥等离子体物理研究所实施。考虑到HT 7U将运行在高热负荷和近稳态的工作条件下 ,研究和选取面对等离子体候选材料就显得极为重要。中国科学院山西煤炭化学研究所和合肥等离子体物理研究所合作致力于HT 7U用炭基面对等离子体材料的研究和开发。本文主要介绍了聚变能的优点 ,有关聚变研究的一些基本概念如托卡马克 ,等离子体 ,面对等离子体材料 ,壁材料和等离子体间的相互作用行为等。给出了HT 7U用炭基面对等离子体材料的主要结果。 展开更多

关键词 炭基材料 面对等离子体部件 HT-7U 超导托卡马克装置

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HT-7超导托卡马克装置真空系统参数的标定及分析 被引量：6

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作者 胡建生 辜学茂 +2 位作者 王小明 罗南昌 HT-7真空组 《真空科学与技术学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期149-153,共5页

主要介绍HT 7超导托卡马克装置真空系统参数的标定和分析。在有无低温泵工作条件下 ,分别测量了HT 7真空系统对氢气、氘气、氦气和氮气的抽速曲线。分析包括器壁吸附等因素对HT 7真空系统不同气体抽速的影响。同时简单分析了在不同情况... 主要介绍HT 7超导托卡马克装置真空系统参数的标定和分析。在有无低温泵工作条件下 ,分别测量了HT 7真空系统对氢气、氘气、氦气和氮气的抽速曲线。分析包括器壁吸附等因素对HT 7真空系统不同气体抽速的影响。同时简单分析了在不同情况下 ,装置真空分布情况 ,为实现HT 7装置气体平衡提供参考。讨论和测量如何利用质谱计来分氦和氘。 展开更多

关键词 HT-7 超导托卡马克装置 真空系统 参数标定 抽速曲线 质谱计 气体平衡

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HT-7U石墨材料在HT-7超导托卡马克装置的先行实验 被引量：8

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作者 胡建生 李建刚 +5 位作者 曾敏 辜学茂 张晓东 万宝年 龚先祖 陈俊凌 《真空科学与技术》 CSCD 北大核心 2001年第3期245-249,共5页

通过对 1种新型石墨材料进行等离子体轰击实验 ,近似计算出材料的热导率大约为 70W /m·K ,石墨可以承受高达 2 41MW/m2 的能流密度 (实验中最大值 )。模头位置及波加热条件下 ,石墨受等离子体轰击程度的不同 ,主要与轰击粒子能量... 通过对 1种新型石墨材料进行等离子体轰击实验 ,近似计算出材料的热导率大约为 70W /m·K ,石墨可以承受高达 2 41MW/m2 的能流密度 (实验中最大值 )。模头位置及波加热条件下 ,石墨受等离子体轰击程度的不同 ,主要与轰击粒子能量有关。在等离子体能量梯度方向改变石墨位置比增加等离子体能量更易达到大的能流轰击。石墨材料的抗轰击能力及抗溅射能力都比较好 ,在长时间等离子体轰击情况下 ,由石墨材料产生的杂质足够低 ,不影响等离子体放电 。 展开更多

关键词 石墨 热导率 能流 杂质 HT-7U超导托卡马克装置 等离子体轰击实验

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EAST全超导托卡马克装置失超保护检测技术的现状及发展 被引量：8

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作者 胡燕兰 吕环宇 +1 位作者 朱则英 陆建华 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2010年第9期1246-1250,1265,共6页

EAST装置是"九五"国家重大科学工程项目之一,做为世界上第一个全超导托卡马克装置,其纵场和极向场线圈全部由超导磁体组成,进行安全,准确,有效的失超保护是装置安全运行的首要环节。如何在全超导托卡马克装置这样复杂的电磁... EAST装置是"九五"国家重大科学工程项目之一,做为世界上第一个全超导托卡马克装置,其纵场和极向场线圈全部由超导磁体组成,进行安全,准确,有效的失超保护是装置安全运行的首要环节。如何在全超导托卡马克装置这样复杂的电磁环境进行失超检测在世界上也无先例可寻。EAST上失超检测系统经过几十轮单饼超导线圈实验及两轮装置正式放电实验后逐步建立和完善起来,并已通过工程验收达到装置实验运行要求。主要介绍了EAST超导装置失超检测系统的基本结构和检测原理,同时还简述失超检测技术的发展并给出了实验结果。 展开更多

关键词 EAST 全超导托卡马克装置 失超检测 纵场线圈 电压互感器

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HT-7U超导托卡马克装置装配方案概述 被引量：3

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作者 赵庆荣 武松涛 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2004年第3期186-190,共5页

HT 7U超导托卡马克核聚变实验装置的科研目标是建造一个具有非圆截面的大型超导托卡马克装置,用来开展稳态、安全、高效运行的先进托卡马克聚变反应堆基础物理问题的实验研究。讨论了HT 7U装置主机关键部件的构成,装配过程中对各关键部... HT 7U超导托卡马克核聚变实验装置的科研目标是建造一个具有非圆截面的大型超导托卡马克装置,用来开展稳态、安全、高效运行的先进托卡马克聚变反应堆基础物理问题的实验研究。讨论了HT 7U装置主机关键部件的构成,装配过程中对各关键部件装配的精度要求,建立了总装测量系统确保关键部件的装配精度。 展开更多

关键词 HT-7U超导托卡马克装置 装配方案 测量系统 装配精度

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受控核聚变托卡马克等离子体水平位移平衡控制系统

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作者 苏建龙 潘垣 刘保华 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第4期564-568,共5页

本文系统地分析了HT—6M托卡马克等离子体水平位移平衡控制的结构和控制方式，提出了相应的数学模型和控制模式，并在HT—6M托卡马克装置上成功地进行了实验．其独特的技术方案为HT—7U超导托卡马克的位形反馈控制提供了理论基础和实践... 本文系统地分析了HT—6M托卡马克等离子体水平位移平衡控制的结构和控制方式，提出了相应的数学模型和控制模式，并在HT—6M托卡马克装置上成功地进行了实验．其独特的技术方案为HT—7U超导托卡马克的位形反馈控制提供了理论基础和实践经验． 展开更多

关键词 等离子体平衡 控制系统 核聚变 托卡马克装置

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我国首台超导核聚变实验装置再创放电新纪录

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《陕西电力》 2008年第4期65-65,共1页

中国第一台超导核聚变实验装置HT-7物理实验近日再次创下新纪录：连续重复实现了长达400 s的等离子体放电,电子温度超过1000万度,中心密度0.5×10^19/m^3。这是目前国际同类装置中时间最长的高温等离子体放电。

关键词 核聚变实验装置 等离子体放电 超导 物理实验 HT-7 电子温度

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核聚变实验装置HT-7U一维及二维辐射防护设计研究 被引量：8

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作者 黄群英 陈朝斌 吴宜灿 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2001年第1期79-85,共7页

主要介绍一维、二维中子输运程序ANISN ,DOT 3 5在核聚变实验装置HT 7U辐射屏蔽物理设计中的应用。计算和分析了该装置实验大厅内外中子注量 /能谱、γ注量 /能谱、中子剂量率、γ剂量率的空间分布 ,对屏蔽材料的选取及屏蔽层厚度进行... 主要介绍一维、二维中子输运程序ANISN ,DOT 3 5在核聚变实验装置HT 7U辐射屏蔽物理设计中的应用。计算和分析了该装置实验大厅内外中子注量 /能谱、γ注量 /能谱、中子剂量率、γ剂量率的空间分布 ,对屏蔽材料的选取及屏蔽层厚度进行了优化设计 ,为HT 7U装置的辐射屏蔽物理设计提供了建议性意见及理论依据。 展开更多

关键词 HT-7U装置 核聚变 辐射屏蔽 剂量率 超导托卡马克 设计 辐射防护

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磁约束核聚变装置等离子体与壁相互作用研究简述 被引量：11

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作者 胡建生 左桂忠 +4 位作者 王亮 丁锐 余耀伟 张洋 徐伟 《中国科学技术大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1193-1217,共25页

可控聚变能具有安全、清洁、燃料丰富等优点,是解决人类未来能源问题的主要选择之一.在磁约束核聚变装置中,来自高温等离子体的强热流、强粒子流与直接面对等离子体的器壁之间产生的强烈相互作用,不仅会导致第一壁损伤,产生杂质,污染等... 可控聚变能具有安全、清洁、燃料丰富等优点,是解决人类未来能源问题的主要选择之一.在磁约束核聚变装置中,来自高温等离子体的强热流、强粒子流与直接面对等离子体的器壁之间产生的强烈相互作用,不仅会导致第一壁损伤,产生杂质,污染等离子体,引起等离子体能量辐射损失与等离子体约束性能降低,同时滞留在壁上的燃料粒子再循环直接影响等离子体密度控制.稳态控制等离子体与壁相互作用对于实现长脉冲高参数的等离子体至关重要,其主要研究内容包括面对等离子体壁材料的选择及其表面处理以控制燃料粒子再循环与杂质产生,控制来自等离子体的强粒子流和热流以减少壁材料损伤,以及发展高效冷却结构以快速移除沉积在壁上的高热负载等.经过数十年发展,特别在我国EAST超导托卡马克上,研究了石墨、钨、铍、钼等壁材料与结构,发展了壁表面清洗与涂覆改性技术,提出了多种控制等离子体热流的先进方法,初步开展了流动液态金属壁的研究,取得了重要进展,有效控制等离子体与壁相互作用,促进了长脉冲高参数等离子体的实现与性能提高.针对具有更高热负荷、更长脉冲以及高能量中子辐照等特点的长时间不间断运行的未来聚变堆,等离子体与壁相互作用稳态控制仍然面临严峻挑战. 展开更多

关键词 磁约束核聚变 等离子体与壁相互作用 EAST超导托卡马克

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EAST超导托卡马克冷屏的结构设计及受热分析 被引量：5

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作者 谢韩 廖子英 《低温工程》 CAS CSCD 北大核心 2004年第4期50-54,共5页

EAST是一个拥有全超导磁体系统的托卡马克实验装置。为有效减少来自真空室和外真空杜瓦的辐射热以及支撑的传导热等各项热负荷 ,超导纵场磁体和极向场磁体被约 80K的真空室冷屏 (内冷屏 )和外真空杜瓦冷屏 (外冷屏 )所包容 ,从而保证磁... EAST是一个拥有全超导磁体系统的托卡马克实验装置。为有效减少来自真空室和外真空杜瓦的辐射热以及支撑的传导热等各项热负荷 ,超导纵场磁体和极向场磁体被约 80K的真空室冷屏 (内冷屏 )和外真空杜瓦冷屏 (外冷屏 )所包容 ,从而保证磁体运行的稳定可靠。运用大型有限元分析程序ANSYS和FLUENT ,对冷屏的受热状况进行了数值分析 ,为其结构设计和低温制冷方案的制定提供可靠的理论依据。 展开更多

关键词 冷屏 热负荷 数值分析 温度 托卡马克装置 结构设计 受控核聚变

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HT-7U超导托卡马克极向场反馈控制系统 被引量：3

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作者 罗家融 王华忠 赵皖平 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2003年第3期176-180,共5页

HL 7U超导托卡马克的极向场反馈控制系统是装置正常运行的重要保证。该控制系统以VXI总线机箱为基本单元、数字信号处理器为核心,组成反馈时间为2～4ms的高速实时反馈系统。简要地叙述了该系统的基本组成以及软件算法的研究。

关键词 HT-7U装置 超导托卡马克装置 极向场反馈控制系统 VXI总线机箱 数字信号处理器 等离子体位形 电流控制系统

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HT-7U超导托卡马克冷质部件支撑结构初步设计 被引量：2

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作者 陈先忠 武松涛 《机械设计》 CSCD 北大核心 2002年第5期30-31,共2页

HT -7U超导托卡马克冷质部件支撑结构 ,是用于支撑整个纵场系统及、极向场系统的重力 ,以及部分电磁力与热收缩力 ,它涉及到电磁学、机械、传热学和力学等学科 ,并主要介绍一种圆杆式柔性支撑结构及这种支撑结构用于HT -7U超导托卡马克... HT -7U超导托卡马克冷质部件支撑结构 ,是用于支撑整个纵场系统及、极向场系统的重力 ,以及部分电磁力与热收缩力 ,它涉及到电磁学、机械、传热学和力学等学科 ,并主要介绍一种圆杆式柔性支撑结构及这种支撑结构用于HT -7U超导托卡马克装置时的特点。 展开更多

关键词 超导托卡马克 冷质部件 超导托卡马克装置 柔性支撑 可控热核聚变 结构设计

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核聚变实验装置HT-7U停机辐射剂量率三维计算与分析 被引量：2

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作者 陈义学 吴宜灿 +1 位作者 黄群英 Fischer U 《核科学与工程》 CSCD 北大核心 2004年第1期49-55,共7页

在基于三维蒙特卡罗方法的聚变装置停机剂量率计算方法“严格两步法”(R2S)的基础上,首先建立了核聚变托卡马克实验装置HT-7U三维精确模型,然后对HT-7U各种D-D放电模式下的停机剂量率进行了详细的三维计算与分析,从而为装置实验方案及... 在基于三维蒙特卡罗方法的聚变装置停机剂量率计算方法“严格两步法”(R2S)的基础上,首先建立了核聚变托卡马克实验装置HT-7U三维精确模型,然后对HT-7U各种D-D放电模式下的停机剂量率进行了详细的三维计算与分析,从而为装置实验方案及实验维修人员的安全操作规程的制定提供了理论基础,也对装置的辐射防护问题具有参考价值。 展开更多

关键词 核聚变装置 停机剂量率 严格两步法 蒙特卡罗法 托卡马克实验装置 辐射防护

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集散控制系统在大型核聚变装置中的应用 被引量：1

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作者 王玲 罗家融 +5 位作者 秦品健 沈飙 夏海燕 王华忠 刘瑜 王毅 《机电工程》 CAS 1999年第5期176-178,共3页

介绍了集散控制系统在世界第四大超导托卡马克装置极向场控制系统中的应用。重点论述了该多任务实时性系统的设计方法。

关键词 核聚变装置 托卡马克装置 集散控制系统

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HT-7U超导托卡马克冷质部件支撑结构方案 被引量：3

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作者 陈先忠 武松涛 《核聚变与等离子体物理》 CAS CSCD 北大核心 2003年第2期124-128,共5页

介绍了用于HT 7U超导托卡马克装置冷质部件支撑的柔性支撑结构,设计了支撑整个纵场系统及极各场系统的结构方案,对支撑结构进行了传热分析、应力分析和稳定性分析。

关键词 HT-7U超导托卡马克装置 冷质部件 柔性支撑结构 传热分析 应力分析 稳定性分析 有限元分析 纵场系统 受控热核聚变 结构设计

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EAST托卡马克装置上TOF谱仪屏蔽体设计的模拟计算

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作者 李忠宝 彭太平 +1 位作者 胡青元 胡孟春 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第1期54-58,共5页

采用中子飞行时间谱仪测量EAST装置上的中子能谱时,对于散射量的屏蔽是能否得到有效数据的关键。本文利用三维蒙特卡罗输运程序,通过对EAST托卡马克装置的细致建模,对大厅环境的散射量进行了模拟计算,在考虑了各散射体贡献的基础上,采... 采用中子飞行时间谱仪测量EAST装置上的中子能谱时,对于散射量的屏蔽是能否得到有效数据的关键。本文利用三维蒙特卡罗输运程序,通过对EAST托卡马克装置的细致建模,对大厅环境的散射量进行了模拟计算,在考虑了各散射体贡献的基础上,采用叠代计算的方法,提出了满足双晶TOF谱仪屏蔽体的优化设计方案,为后续EAST装置上TOF的有效运行提供了关键技术支持。 展开更多

关键词 核聚变 托卡马克 全超导托卡马克核聚变装置 中子飞行时间谱仪 散射 屏蔽体 MCNP5

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核聚变装置辐射功率密度时空分布测量

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作者 潘宇东 A.G.Alekseyev 施明亮 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第0Z2期231-234,共4页

本文对HL-1M托卡马克装置注入氢分子束，然后注入氢弹丸，最后注入电子回旋波加热等离子体的辐射功率密度时空分布特性做了分析。主要实验结果有氢分子束和氢弹丸等离子体辐射功率密度时空分布是不对称的，分子束和氢弹丸注入将增加等... 本文对HL-1M托卡马克装置注入氢分子束，然后注入氢弹丸，最后注入电子回旋波加热等离子体的辐射功率密度时空分布特性做了分析。主要实验结果有氢分子束和氢弹丸等离子体辐射功率密度时空分布是不对称的，分子束和氢弹丸注入将增加等离子体中心区域辐射功率密度，电子回旋波的注入等离子体辐射功率密度时空分子基本对称。 展开更多

关键词 核聚变装置 HL-1M托卡马克装置 辐射功率密度 时空分布特性 等离子体测量 氢分子束 电子回旋波

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HT 7U 超导托卡马克极向场电源系统多变量解耦控制分析

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作者 姜宏波 朱哲 刘正之 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 1999年第5期31-35,共5页

在对ＨＴ７Ｕ超导托卡马克极向场电源系统分析中，把等离子体看作是一种理想的电感线圈，根据电磁互感原理建立超导托卡马克极向场电源系统关于等离子体电流的控制数学模型，再利用状态反馈和输入变换对等离子体电流进行解耦控制。

关键词 超导托卡马克 极向场电源系统 解耦控制 核聚变

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