انجمن فیزیک ایران مجلۀ پژوهش فیزیک ایران 1682-6957 23 3 2023 11 22 Integrated plasma control system for IR-T1 tokamak with disruption mitigation سامانۀ کنترل پلاسمایی یکپارچه برای توکامک IR-T1 همراه با فرونشانی (کاهش) گسیختگی 177 187 3473 10.47176/ijpr.23.3.21798 FA احمد نقی دخت دانشکده فیزیک دانشگاه دامغان، دامغان، سمنان، ایران 0000-0001-8705-4885 مرتضی جانفزا دانشکده فیزیک، دانشگاه دامغان محمود قرآن نویس مرکز تحقیقات فیزیک پلاسما، دانشگاه آزاد واحد علوم تحقیقات، تهران، ایران Journal Article 2023 12 07 Controlling tokamak plasmas is a complex process that is affected by structured uncertainties and unmodeled dynamics. To overcome these challenges and achieve a well-defined robust behavioral outcome, it is crucial to develop standard controllers. The decoupling control theory for Multiple-Input Multiple-Output (MIMO) processes is a powerful technique that allows the mitigation or elimination of undesirable cross-coupling terms in tokamaks, making it superior to the Single-Input Single-Output (SISO) control scheme. Our study proposes two types of controllers, PID-tuned and cascaded-robust controllers, that exploit decoupling and robustness for horizontal position and current control of plasma in IR-T1 tokamak. We compare the controllers through simulations and study the impact of changing the vertical field coil voltage on the cross-coupling of these two plasma parameters. The results demonstrate that the PID-tuned controller outperforms the robust controller in terms of meeting control requirements, disturbance rejection, reference value tracking, and disruption mitigation, especially in cross-coupling controls. Of course, the definitive confirmation requires experimental studies with more diverse conditions and, finally construction and operation of these controllers in tokamaks. کنترل پلاسمای توکامک فرایند پیچیده‌ای است که تحت تأثیر عدم قطعیت‌های ساختاری و دینامیک مدل‌سازی نشده قرار می‌گیرد. برای غلبه بر این چالش‌ها و دست‌یابی به یک رفتار مقاومِ خوش تعریف، توسعۀ کنترل‌گرهای استاندارد بسیار مهم است. نظریۀ کنترل تفکیکی برای فرایندهای چند ورودی- چند خروجی (MIMO) یک تکنیک قدرتمند است که امکان کاهش یا حذف عبارت‌های جفت شدگیِ متقابلِ نامطلوب در توکامک‌ها را داده و آن را نسبت به طرح کنترل تک ورودی-تک خروجی (SISO) برتری می‌دهد. مطالعۀ ما دو نوع کنترل‌‌گر را پیشنهاد می‌کند: کنترل‌گر‌های PID تنظیمی و کنترل‌گر‌های آبشاری مقاوم، که از رفتار تفکیکی و مقاوم بودن برای کنترل موقعیت افقی و جریان پلاسمایی در توکامک IR-T1 استفاده می‌کنند. ما این کنترل‌گر‌ها را از طریق شبیه‌سازی مقایسه کرده و تأثیر تغییر ولتاژ سیم‌پیچ میدان عمودی را بر جفت‌شدگیِ متقابل این دو پارامتر پلاسمایی مطالعه می‌کنیم. نتایج نشان می‌دهد که کنترل‌گر PID تنظیمی نسبت به کنترل‌گر مقاوم از نظر براوردن الزامات کنترلی، رد اختلال، ردیابی مقدار مرجع، و فرونشانی گسیختگی‌ها، به‌ویژه در کنترل جفت شدگیِ متقابل، بهتر عمل می‌کند. البته تأیید قطعی نیازمند مطالعات تجربی با شرایط متنوع‌تر و در نهایت، ساخت و بهره‌برداری از این کنترل‌گرها در توکامک‌ها است. https://ijpr.iut.ac.ir/article_3473_99be9f83741d1275639df2c1e4d0072f.pdf