Введение
1 Анализ особенностей методов реконструкции физических полей в термоядерных установках типа токамак 12
1.1 Постановка задачи 12
1.2 Постановка обратных задач при реконструкции 15
1.2.1 Основные подходы к решению некорректных задач 19
1.3 Схемы измерений и подходы к реконструкции 20
1.3.1 Измерение радиационных потерь 20
1.3.2 Измерение электромагнитной конфигурации 24
1.4 Постановка прямых задач при реконструкции 28
1.5 Особенности аппаратной реализации диагностических подсистем 32
2 Реконструкция поля радиационных потерь 39
2.1 Анализ и выбор путей и методов определения радиационных потерь в термоядерных установках типа токамак 40
2.2 Определение необходимых технических средств для получения полной информации о радиационных потерях 41
2.2.1 Анализ и выбор технических средств восприятия первичной информации о радиационных потерях в материаловед-ческом токамаке КТМ 41
2.2.2 Определение требований к элементам и узлам подсистемы сбора данных 46
2.2.3 Выбор технических средств обработки информации о величине радиационных потерь 49
2.2.4 Разработка структурно-функциональной схемы подсистемы диагностики радиационных потерь 50
2.3 Определение содержания математического и программного обеспечения диагностической подсистемы 51
2.3.1 Анализ и выбор алгоритмов восстановления (реконструкции) локальных характеристик радиационных потерь 51
2.3.2 Анализ и выбор алгоритмов численного интегрирования для решения задачи реконструкции 52
2.3.3 Анализ и построение интерполяционных квадратурных формул 53
2.4 Верификация и экспериментальная проверка предлагаемых алгоритмов 56
2.4.1 Верификация интерполяционных квадратурных формул 56
2.4.2 Верификация методов реконструкции 59
2.4.3 Верификации линейно-аддитивного метода 61
2.4.4 Оценка влияния размещения узлов на точность реконструкции 64
2.4.5 Верификация модифицированного линейно-аддитивного метода 65
3 Реконструкция электромагнитной конфигурации 74
3.1 Определение основных параметров плазмы по данным электромагнитной диагностики 75
3.1.1 Измерение локальных значений полоидалыюго магнитного поля (Вр) 77
3.1.2 Измерение магнитного потока (Ф) и напряжения на обходе плазменного шнура (Up) 78
3.1.3 Измерение тока плазмы 1р 79
3.1.4 Измерение диамагнитного потока (<5Ф) и тороидального магнитного поля (Bt) 79
3.2 Определение требований к элементам и узлам подсистемы сбора данных 80
3.2.1 Фильтрация и интегрирование 80
3.2.2 Особенности измерительных каналов ЭМД 82
3.2.3 Характеристики сигналов с датчиков ЭМД 83
3.2.4 Разработка структуры измерительных каналов 85
3.3 Измерение положения плазмы 86
3.4 Определение содержания математического и программного обеспечения диагностической подсистемы 89
3.4.1 Алгоритм расчета положения плазменного шнура 90
3.4.2 Определение формы поперечного сечения плазменного шнура по данным внешних электромагнитных измерений 94
3.5 Разработка структурно-функциональной схемы 101
3.6 Программное обеспечение подсистемы диагностики 101
3.6.1 Анализ способов повышения вычислительной мощности средств вычисления 103
3.6.2 Реализация тестового кластера 106
3.7 Экспериментальная проверка предлагаемых алгоритмов 110
3.7.1 Верификация алгоритма расчета положения плазменного шнура 110
3.7.2 Верификация алгоритмов реконструкции формы плазменного шнура 120
3.8 Вычисление эллиптических интегралов 126
Заключение 130
