EAST汤姆逊散射诊断定位装置的研究

来源 :中国科学院研究生院 中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:kyoukini
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本文的工作主要围绕EAST汤姆逊散射诊断定位装置的设计和实现而展开。EAST是我国自主研制的世界首个非圆截面全超导托卡马克装置,用于磁约束核聚变研究,而汤姆逊散射诊断是用于测量EASI装置放电时等离子体的电子温度和密度,定位装置用于光路准直、光路校对和该诊断测量区域的定位,它的精确性对于该诊断的测量尤为重要。   论文主要介绍了:EAST汤姆逊散射诊断定位控制系统的设计和实现,主要包括系统结构、靶板控制器以及上位机控制程序。首先,根据EAST汤姆逊散射诊断的现状及其发展的需要以及实验的需要,在吸收国际上同类系统的先进经验后,设计了一种精确的自动定位装置——EAST汤姆逊散射诊断定位控制系统,并且为了节约宝贵的实验时间,结合该系统给出一种激光光路快速定位方案。其次,重点描述了基于单片机PIC16F874A开发的靶板控制器的设计和实现,包括硬件电路和单片机控制程序。该控制器提供了本地模式和联机模式两种工作模式,并且实时显示并保存关键的状态和数据。另外,还详细阐述了上位机控制程序的设计和实现,以及如何通过上位机与该系统中的两个控制器之间的交互式通信,及时了解并保存其关键状态和数据。   该系统已在2010年的两轮EAST实验中成功使用,运行可靠,定位精确,大幅缩短了光路准直所需时间。自行设计的靶板控制器能在EAST装置现场的电磁环境下正常工作,进一步扩展功能后,作为步进电机控制器有一定的市场价值;与传统步进电机控制器相比,可靠性高,具有故障恢复功能和故障自动刹车功能、支持光纤通信、体积小等优点。最后,针对在实验使用过程中遇到的一些问题,提出了相关改进的方案,可进一步提高系统的可靠性和精确性。  
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