用于 ITER 电阻壁模控制的模型预测控制的有限字长 FPGA 实现
系统与控制
2021-03-22 v2 系统与控制
摘要
在先进托卡马克场景中，可能需要对不稳定电阻壁模（RWM）进行主动反馈控制。RWM 是一种由于较高等离子体压强下的等离子体扭曲、并被包围等离子体的电阻壁所缓和的失稳。我们处理由 CarMa 模型描述的主导扭曲失稳，其与主非轴对称（n = 1）RWM 相关。采用模型预测控制（MPC），旨在扩大受电源电圧约束的不稳定 RWM 模的吸引域。MPC 的实现具有挑战性，因为相关的二次规划（QP）在线优化问题必须在亚毫秒采样率下求解。利用复杂度降低预处理技术和原始快速梯度法（FGM）QP 求解器，使用标准个人计算机（PC）可达到 ITER 足够短的计算时间。本工作中，我们探索使用现场可编程门阵列（FPGA）的更快有限字长（FWL）实现，这将促进此类控制算法在动态更快的中型托卡马克上的实验测试，并将计算精度与时间同 PC 实现进行比较。
引用
@article{arxiv.2103.10146,
title = {Finite-word-length FPGA implementation of model predictive control for ITER resistive wall mode control},
author = {Samo Gerkšič and Boštjan Pregelj},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.10146},
year = {2021}
}