ITER PF6線圈繞制多層多軸同步控制系統(tǒng)的研究.pdf

1、本文圍繞ITER裝置PF6極向場線圈繞制多層多軸同步控制的研究，由于PF6線圈繞制尺寸大、單匝導(dǎo)體繞制成形的尺寸精度高、繞制計(jì)長精確、繞制的效率及控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的特點(diǎn)，采用具有多層多軸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的同步系統(tǒng)。多層多軸同步控制系統(tǒng)的研究具有綜合性強(qiáng)且涵蓋多門學(xué)科，深入開展這方面的研究對于提高我國大型線圈繞制的研制水平具有重要的理論和實(shí)際意義。
　　本文在分析國內(nèi)外現(xiàn)有的同步控制方法的基礎(chǔ)上，對多種同步方案進(jìn)行了研究比較，分析了不同方案對

2、于系統(tǒng)同步控制性能影響及其改進(jìn)措施，搭建了ITER PF6線圈雙線并繞同步控制實(shí)驗(yàn)平臺。論文主要研究工作及成果如下:
　　介紹了ITER PF6線圈結(jié)構(gòu)和繞制特點(diǎn)，研究國內(nèi)外的線圈繞制流程，對繞制過程進(jìn)行了分析，主要采用了導(dǎo)體放送、矯直校正、噴砂清洗、彎繞成型及回轉(zhuǎn)平臺等單元組成的繞制過程。
　　在研究傳統(tǒng)同步控制方法基礎(chǔ)上，提出了多層多軸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)同步控制，具有更廣更全面的結(jié)構(gòu)特征。深入分析了多層多軸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)下的同層主令參考

3、同步控制、多層多軸主從同步控制、多層多軸虛擬主軸同步控制策略，進(jìn)行了多層多軸同步控制對象的仿真建模。研究了系統(tǒng)中參數(shù)對于同步性能的影響規(guī)律及其設(shè)定方法。
　　在多軸同步控制理論研究基礎(chǔ)上，提出一種具有多層多軸疊形交叉耦合誤差的控制方法，即所有電機(jī)對同一給定的參考信號實(shí)現(xiàn)一致跟隨，同層的軸間為基于同一給定控制加誤差補(bǔ)償?shù)沫h(huán)形耦合控制方式，層間軸通過主從同步控制方式，經(jīng)過分析得出隨著層數(shù)增加層間的同步誤差增大，多層多軸疊形交叉耦合誤差

4、主要有層間的跟蹤誤差和同步誤差。對于多層多軸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的復(fù)雜同步控制系統(tǒng)，該方法進(jìn)一步提高了系統(tǒng)的同步性能，是一種比較理想的同步控制方法。
　　采用以多層多軸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的主從同步控制系統(tǒng)，針對ITER PF6超導(dǎo)線圈分為9個雙餅結(jié)構(gòu)，搭建了ITER PF6線圈雙線并繞同步控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)平臺，兩條繞制線呈180度完全對稱分布，采用A饋送線被選擇作為主，導(dǎo)電體B饋送線設(shè)備的速度由旋轉(zhuǎn)臺的速度來確定的方式。PF6線圈繞制系統(tǒng)是相互關(guān)聯(lián)的多軸組

5、成的聯(lián)動系統(tǒng)，由于PF6線圈導(dǎo)體尺寸大，線圈要求精度高，線圈繞制過程中的多軸控制有特定要求，因此對PF6線圈繞制系統(tǒng)中多層多軸拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的研究，不僅對完成PF6線圈的繞制工作有重要和直接的意義，而且也可為今后大型磁體繞制的復(fù)雜控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供經(jīng)驗(yàn)。
　　以搭建PF6線圈繞制實(shí)驗(yàn)平臺的順序進(jìn)行了多層多軸同步控制系統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)研究，進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)、分步測試實(shí)驗(yàn)、重載測試實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)聯(lián)調(diào)實(shí)驗(yàn)等，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了多層多軸同步控制具有較高的同步性能和穩(wěn)定