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首页> 外文期刊>Fusion Engineering and Design >Optimal fractional-order PID control for plasma shape, position, and current in Tokamaks
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Optimal fractional-order PID control for plasma shape, position, and current in Tokamaks

机译：托卡马克中等离子体形状，位置和电流的最优分数阶PID控制

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摘要

Nuclear fusion is a source of safe and clean energy that motivates researchers to enhance the control strategies for better performance. In parallel, incorporating the fractional-order calculus into control strategies improves the system performance and robustness with less control effort. In this paper, optimal fractional -order proportional-integral-derivative (OFO-PID) controller is developed to control the plasma shape, position and current in Tokamaks. The OFO-PID parameters, gains and fractional-orders, are tuned using particle swarm optimization (PSO) algorithm. The main objective of the controller is to improve the magnetic system performance of TCV (tokamak a configuration variable) through guaranteeing high tracking performance. Moreover, the controller has to reduce the coupling effect between the five outputs of the system without violating the coils' voltage physical constraints in the presence of the disturbance. The tokamak simulation results show the superiority of the proposed OFO-PID over other control techniques regarding the tracking and decoupling performance.
机译：核聚变是安全和清洁能源的来源，它促使研究人员增强控制策略以实现更好的性能。同时，将分数阶微积分合并到控制策略中，可以以较少的控制工作量来提高系统性能和鲁棒性。本文研究了最优分数阶比例积分微分（OFO-PID）控制器，以控制托卡马克中的等离子体形状，位置和电流。使用粒子群优化（PSO）算法对OFO-PID参数（增益和分数阶）进行调整。控制器的主要目的是通过确保高跟踪性能来提高TCV的磁系统性能（托卡马克配置变量）。此外，在存在干扰的情况下，控制器必须降低系统的五个输出之间的耦合效应，而又不会违反线圈的电压物理约束。托卡马克仿真结果表明，在跟踪和解耦性能方面，所提出的OFO-PID优于其他控制技术。

著录项

  • 来源
    《Fusion Engineering and Design》 |2020年第1期|111361.1-111361.7|共7页
  • 作者

  • 作者单位

    Cairo Univ Elect & Elect Commun Engn Dept Giza Egypt;

    ENRRA Cairo Egypt;

  • 收录信息 美国《科学引文索引》(SCI);美国《工程索引》(EI);美国《生物学医学文摘》(MEDLINE);
  • 原文格式 PDF
  • 正文语种 eng
  • 中图分类
  • 关键词

    Fusion reactors; Tokamak; Optimal; Fractional-order; PID;

    机译：聚变反应堆;托卡马克最佳;分数阶;PID;

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