托卡马克等离子体中电流剖面爬升轨迹的动态优化
等离子体物理
2017-03-08 v1 最优化与控制
摘要
本文考虑了一个开环、有限时间的最优控制问题，旨在通过寻找最佳的开环执行器输入轨迹，在爬升阶段实现特定的期望电流剖面。平均密度、总功率和等离子体电流被用作控制执行器，以调节托卡马克等离子体中的剖面形状。基于控制参数化方法，我们提出了一种数值求解过程，直接利用基于梯度的优化技术（如序列二次规划 SQP）求解原始的偏微分方程约束优化问题。本文旨在为托卡马克等离子体中偏微分方程约束优化问题的求解提供一个有效的框架。我们在 MATLAB 中设计了一个更友好且高效的图形用户界面 (GUI)，并通过数值模拟结果验证了其适用性。此外，所提出的结合现有偏微分方程求解器和数值优化求解器来解决偏微分方程约束优化问题的框架，有望应用于更广泛的化学工程过程中出现的具有挑战性的先进控制问题。
引用
@article{arxiv.1608.03194,
title = {Dynamic Optimization of Trajectory for Ramp-up Current Profile in Tokamak Plasmas},
author = {Zhigang Ren and Chao Xu and Yongsheng Ou},
journal= {arXiv preprint arXiv:1608.03194},
year = {2017}
}
备注
19 pages, 13 figures