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EAST放电管理系统的研究与实现

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第1章 绪论

1.1 课题研究背景

1.2.1 基于Linux集群的等离子体控制系统

1.2.2 基于Web的远程等离子体控制系统

1.2.3 单机版等离子体控制系统

1.3 EAST实验放电流程

1.4 国内外研究现状

1.4.1 ASDEX-U实验计划和执行流程

1.4.2 JT-60U远程实验系统

1.4.3 基于高层参数概念的W7-X实验计划

1.5 课题的提出

1.6 本章小结和论文结构

第2章 EAST放电管理需求分析和关键技术

2.1 现有的EAST放电工具介绍

2.1.1 EAST PCS管理放电方案预设信息

2.1.2 EAST实验日志评论系统Logbook

2.1.3 EAST在线实验提案系统

2.2 需求分析

2.2.1 性能需求

2.2.2 功能需求

2.3 系统目标

2.4 关键技术

2.4.1 ThinkPHP框架

2.4.2 LAMP

2.4.4 Ajax

2.4.5 Matlab信号处理

2.5 本章小结

第3章 系统设计

3.1 系统结构设计

3.2 功能设计

3.3 架构设计

3.4 页面设计

3.5 数据库设计

3.6 本章小结

第4章 放电方案基本信息管理的实现

4.1 EAST PCS软件结构

4.1.1 功能模块

4.1.2 源代码结构

4.2 相关的数据采集和存储

4.2.1 PCS中的参数设置界面结构

4.2.2 MDsplus存储体系

4.2.3 PCS数据采集和存储

4.2.4 EAST数据采集和处理系统

4.3 参数提取

4.3.1 参数介绍

4.3.2 预设参数提取

4.3.3 放电参数提取

4.4 预设方案审核

4.5 放电方案信息管理系统架构

4.5.1 C语言连接MDSplus

4.5.2 C语言连接MySQL

4.5.3 PHP连接MySQL

4.5.4 邮件提醒功能的实现

4.6 功能实现展示

4.6.1 预设放电方案页面

4.7.2 实验放电方案功能实现

4.6.3 WebPCS的方案调用

4.6.4 预设方案审核功能实现

4.7 性能测试

4.8 本章小结

第5章 实验放电方案优选和日程管理的实现

5.1 EAST实验状态判定和波形显示

5.1.1 状态分类

5.1.2 破裂炮的判定

5.1.3 完整放电炮的判定

5.1.4 Dygraphs实现波形对比显示

5.1.5 状态判定和波形显示系统架构

5.2 实验放电方案品质优选

5.2.1 放电品质评价参数及条件

5.2.2 IP和WMHD的统计结果

5.2.3 辅助加热条件下关键物理参数的统计结果

5.3 在线实验提案系统背景介绍

5.3.1 系统结构

5.3.2 系统功能

5.3.3 提案系统的撰写、审核及跟踪

5.3.4 主要功能演示

5.4 放电日程管理

5.4.1 功能结构

5.4.2 模块架构

5.4.3 实验条件

5.4.4 工作流程

5.5 用户管理

5.5.1 登录门户系统介绍

5.5.2 用户权限分配

5.6 功能实现展示

5.6.1 实验状态信息显示

5.6.2 实验放电方案优选页面

5.6.3 预设值和实际值波形对比显示

5.6.4 放电日程管理

5.7 本章小结

第6章 总结与展望

6.1 总结

6.2 论文特色与创新

6.3 工作展望

参考文献

致谢

在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果

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摘要

随着信息技术和网络技术的兴起,互联网的应用渗透至各个国家的核聚变领域,为科研人员提供了远程实验交流和数据共享的平台。EAST作为世界上首个大型全超导托卡马克,随着装置的不断升级和实验水平的提高产生了大量的放电方案和实验数据,这些数据以文件或MDSplus的形式存储,缺乏详细的描述信息不便于检索和分析。此外,随着实验的深入进行,合理安排逐渐增多的提案需求,规范制定实验日程也显得尤为重要。因此需要设计一个能够有效管理和优选放电方案、组织放电日程的放电管理系统。
  EAST放电管理系统基于B/S架构实现,主要包括放电方案基本信息管理,放电方案优选,日程管理和用户管理。放电方案信息管理为实验操作人员提供了方案高级查询,参数、信号波形浏览,方案审核和方案调取等功能。放电方案的优选模块将系统计算筛选出的高品质放电方案进行组织分类,并展示给科研人员供实验参考。放电日程管理为实验日程制定人员提供了调取实验提案,制定实验计划,查看历史实验日程的平台。EAST放电管理系统的用户使用远程控制门户系统登录,按照系统功能划分用户并进行相应的权限分配,保证了系统的安全性和有效性。
  EAST放电管理系统利用LAMP架构搭建,按照ThinkPHP框架模式开发,采用关系数据库技术将放电方案、放电日程和用户组织成参数数据表的形式:在PCS和波形服务的基础上设计方案解析程序,解析出放电方案参数;利用Matlab技术分析等离子体电流并判定破裂,获取到实验状态参数;建立与提案数据系统的数据交互,在此基础上设计放电日程数据表;采用统一的LDAP账户进行登录管理,与远程控制门户系统协同开发用户后台数据库,保证了EAST实验平台的一致性。为了实现高品质高约束可控的聚变实验目标,本文提取并分析了影响实验炮放电品质的关键参数,并筛选出7000多个完整放电实验炮进行不同参数间关系的统计,最终总结出高品质炮的筛选标准,为工程物理人员提供了数据参考。
  目前,系统经过发布和测试能够稳定运行,为科研人员提供了远程放电管理平台,帮助实验操作人员管理放电方案,分析放电品质的优劣,合理安排实验日程,提高了等离子体实验运行的合理性和有效性。

著录项

  • 作者

    柴文婷;

  • 作者单位

    中国科学技术大学;

  • 授予单位 中国科学技术大学;
  • 学科 核能科学与工程
  • 授予学位 博士
  • 导师姓名 肖炳甲,袁旗平;
  • 年度 2018
  • 页码
  • 总页数
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 中文
  • 中图分类 TL623;TP311.52;
  • 关键词

    核聚变装置; 放电管理系统; 软件设计; 功能模块;

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