مدل‌سازي فشار محفظه و طراحي كنترل‌كننده براي كنترل پروفايل فشار در توكامك دماوند

يكي از سامانه‌هاي لازم جهت ارتقاء توكامك دماوند، كنترل اتوماتيك پروفايل فشار محفظه است. در اين مقاله شناسايي و مدل‌سازي فشار محفظه خلأ توكامك دماوند و هم‌چنين طراحي كنترل كننده مبتني بر مدل انجام مي‌گيرد. در اين راستا ابتدا اقدام به طراحي و اجراي ساختار آزمايشي جهت اعمال سيگنال شناسايي و داده‌برداري از سيستم فشار محفظه خلأ توكامك دماوند صورت مي‌پذيرد. بدين صورت كه پس از ايجاد خلأ پايه، با تغيير و اعمال ولتاژ ورودي به عملگر پيزوالكتريك به‌طور هم‌زمان فشار محفظه خلأ و ولتاژ اعمالي اندازه گيري مي‌شود. پس از انجام فرايند داده گيري، در فرايند شناسايي، چندين مدل خطي حاصل گرديد. هدف اصلي از شناسايي در اين مقاله، طراحي كنترل كننده مناسب بود. كه پس از تهيه مدل، كنترل‌كننده‌هاي PID مبتني بر روش ZN و كنترل كننده پيش‌بين مبتني بر مدل طراحي و شبيه‌سازي گرديد كه نتايج مطلوبي داشتند. در اين پژوهش، براي داشتن خروجي بدون فراجهش و زمان‌خيز قابل تنظيم از طرف كاربر، پروفايل فشار مطلوب تهيه و فشار محفظه بر اساس كنترل‌كننده پيش‌بين مورد ارزيابي قرار گرفت. براي حفظ ايمني پيزو الكتريك، كنترل‌كننده‌هاي خانواده PID و پيش‌بين با در نظر گرفتن محدوديت‌هاي عملي در سيگنال كنترلي شبيه‌سازي شد در آخر نيز نتايج عملكرد آن‌ها بر اساس حذف تأخير ذاتي سيستم، دنبال‌ر‌وندگي مدل مرجع، دامنه سيگنال كنترلي و حذف اغتشاش مقايسه و بررسي گرديد كه نتايج مطلوبي در رديابي پروفايل فشار مطلوب، حذف تأخير ذاتي سيستم و قابليت پياده‌سازي به‌دليل محدود بودن دامنه سيگنال كنترلي دارند.