Вышедшие номера
Home » Журнал технической физики » Год 2026, выпуск 7 » Статья стр. 1328
<<<>>>
Построение цифровых идентификационных моделей для задач магнитного управления плазмой в токамаке
Мухтаров К.С.1, Коньков А.Е.1, Бахтадзе Н.Н.1, Черешко А.А.1, Кушнарев В.Н.1, Рагуткин А.В.2, Кравченко И.Н.2, Сидоров И.М., Искаков А.Б.1
1Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, Москва, Россия
2Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, Москва, Россия
Email: kirill.muhtarov@mail.ru, konkov@ipu.ru, sung7@yandex.ru, chereshkoalex@gmail.com, grand_yarl@mail.ru, ragutkinav@yandex.ru, kravchenko-in71@yandex.ru, ivan.sidorov0120@yandex.ru
Поступила в редакцию: 23 декабря 2025 г.
В окончательной редакции: 3 марта 2026 г.
Принята к печати: 9 марта 2026 г.
Выставление онлайн: 12 мая 2026 г.
PDF версия
Предложены методы разработки цифровых идентификационных моделей для синтеза систем магнитного управления формой плазмы в токамаке, учитывающие динамику взаимодействия токов в обмотках полоидального поля, тока плазмы и магнитных потоков. Целью настоящего исследования явилось повышение точности прогнозирования динамики плазмы за счет анализа исторических данных, что позволило выявлять закономерности в динамике системы управления. При построении динамической модели применен метод ассоциативного поиска, основанный на интеллектуальном анализе данных и машинном обучении. Разрабатываемые модели относятся к классу Just-in-Time - локальных моделей, создаваемых для каждого момента времени в режиме реального функционирования. В результате анализа серии разрядов токамака Глобус-М2 с близкими значениями максимального тока плазмы и мощности нагрева из базы данных отобраны разряды, схожие по динамическим характеристикам. Для этого применен метод динамического искажения времени (Dynamic Time Warping), позволяющий компенсировать различия во временных интервалах и сохранить описание динамики. Разработанные модели использованы для построения цифрового двойника систем магнитного управления плазмой в токамаках с использованием полунатурного моделирования. Ключевые слова: ассоциативный поиск, динамическое искажение времени, идентификация, плазма, токамак, ARX-модель.
  1. W. Wehner, W. Shi, E. Schuster, D. Moreau, M.L. Walker, J.R. Ferron, T.C. Luce, D.A. Humphreys, B.G. Penaflor, R.D. Johnson. Optimal feedback control of the poloidal magnetic flux profile in the DIII-D tokamak based on identified plasma response models, 2012 American Control Conference (ACC) (Montreal, QC, Canada, 2012), p. 5049--5054. DOI: 10.1109/ACC.2012.6315581
  2. Ю.В. Митришкин, Н.М. Карцев, А.А. Прохоров, Е.А. Павлова, П.С. Коренев, А.Е. Коньков, В.И. Кружков, С.Л. Иванова. Тез. Докл. XIV Международный симпозиум "Интеллектуальные системы" (INTELS'20) (Россия, ZOOM, 2021), т. 186, с. 466
  3. П. Коренев, Ю. Митришкин, М. Патров. Мехатроника, автоматизация, управление, 17, 254 (2016). DOI: 10.17587/mau.17.254-266
  4. E. Witrant, E. Joffrin, S. Bremond, G. Giruzzi, D. Mazon, O. Barana, P. Moreau. Plasma Phys. Controlled Fusion, 49, 1075 (2007). DOI: 10.1088/0741-3335/49/7/009
  5. D. Moreau, D. Mazon, Y. Adachi, Y. Takase, Y. Sakamoto, S. Ide, T. Suzuki. In: Proc. Int. Conf. on Control and Automation, 1 (2010). DOI: 10.1142/9789814313155_0053
  6. W. Wehner, J. Barton, M. Lauret, E. Schuster, J. Ferron, C. Holcomb, T. Luce, D.A. Humphreys, M.L. Walker, B. Penaflor, R. Johnson. Fusion Engineering and Design, 123, 1 (2017). DOI: 10.1016/j.fusengdes.2017.03.022
  7. S. Wang, E. Witrant, D. Moreau. Fusion Engineering and Design, 162, 112071 (2020). DOI: 10.1016/j.fusengdes.2020.112071
  8. Q.P. Yuan, B.J. Xiao, Z.P. Luo, M.L. Walker, A.S. Welander, A. Hyatt, J.P. Qian, R.R. Zhang, D.A. Humphreus, J.A. Leyer. Nuclear Fusion, 53 (4), 043009 (2013). DOI: 10.1088/0029-5515/53/4/043009
  9. A.E. Konkov, P.S. Korenev, Yu.V. Mitrishkin, I.M. Balachenkov, E.O. Kiselev. Plasma Phys. Reports, 49 (12), 1552 (2023). DOI: 10.1134/S1063780X23601827
  10. D. Moreau, D. Mazon, M.L. Walker, J.R. Ferron, K.H. Burrell, S.M. Flanagan, P. Gohil, R.J. Groebner, A.W. Hyatt, R.J. La Haye. Nuclear Fusion, 51 (6), 063009 (2011). DOI: 10.1088/0029-5515/51/6/063009
  11. B. Mavkov, E. Witrant, C. Prieur, D. Moreau. Control Engineering Practice, 60, 28 (2017). DOI: 10.1016/j.conengprac.2016.12.006
  12. C. Zhu, B. Xiao, C. Xu, Y. Zhu. Proc. 33rd Chinese Control Conference (CCC 2014) (Nanjing, China 2014), p. 6682. DOI: 10.1109/ChiCC.2014.6896098
  13. Y. Zhu. Multivariable System Identification for Process Control (Pergamon Press, Oxford, 2001)
  14. A. Coutlis, D. Limebeer, J. Wainwright, J. Lister, P. Vyas. IEEE Trans. Control Systems Technology, 8 (4), 646 (2000). DOI: 10.1109/87.852910
  15. Н. Бахтадзе, В.А. Лотоцкий, М.Е. Максимов, Б.В. Павлов. IFAC Proceedings Volumes, 40 (3), 105 (2007)
  16. Yu. Mitrishkin, P. Korenev, A. Prokhorov, N.M. Kartsev, M. Patrov. Adv. Systems Sci. Applications, 18 (2), 26 (2018). DOI: 10.25728/assa.2018.18.2.598
  17. Y.V. Mitrishkin, N.M. Kartsev, E.A. Pavlova, A.A. Prohorov, P.S. Korenev, M. Patrov. Adv. Systems Sci. Applications, 18, 39 (2018)
  18. V. Minaev, V. Gusev, N.V. Sakharov, V.I. Varfolomeev, N.N. Bakharev, V.A. Belyakov, E.N. Bondarchuk, P. Brunkov, F. Chernyshev, V. Davydenko, V.V. Dyachenko, A.A. Kavin, S. Khitrov, N.A. Khromov, E. Kiselev, A. Konovalov, V. Kornev, G. Kurskiev, A.N. Labusov, E.G. Zhilin. Nuclear Fusion, 57, 066047 (2017). DOI: 10.1088/1741-4326/aa69e0
  19. V. Dokouka, P. Korenev, Yu. Mitrishkin, E. Pavlova, M. Patrov, R.R. Khayrutdinov. Phys. Atomic Nuclei, 80, 1298 (2017). DOI: 10.1134/S1063778817070055
  20. В.Н. Вапник. Statistical learning theory (John Wiley \& Sons, NY., 1998), v. 2, p. 831--842
  21. I.B. Yadikin, N.N. Bakhtadze, V.A. Lototsky, E.M. Maximov, E.A. Sakrutina. IFAC-PapersOnLine, 49 (12), 355 (2016)
  22. N. Bakhtadze, E.M. Maximov, R.T. Valiakhmetov. IFAC Proceedings Volumes, 41 (2), 46 (2008)
  23. N.N. Bakhtadze, V.A. Lototsky, R.T. Valiakhmetov. IFAC Proceedings Volumes, 41 (2), 4280 (2008)
  24. N. Bakhtadze, A. Chereshko, D. Elpashev, A. Suleykin, A. Purtov. IFAC-PapersOnLine, 55 (2), 19 (2022)
  25. N. Bakhtadze, V. Lototsky, V. Pyatetsky, A. Lototsky. In: Applied Modern Control. Ed. by N. Bakhtadze (IntechOpen, 2018). DOI: 10.5772/intechopen.79655
  26. W.S. Yeo, A. Saptoro, P. Kumar, M. Kano. J. Process Control, 128, 103025 (2023)
  27. J. Zhao, L. Itti. Pattern Recognition, 74, 171 (2018)
  28. R.M. Marcacini, J.C. Carnevali, J. Domingos. 23rd International Conference on Pattern Recognition (ICPR) (Cancun, Mexico, 2016), p. 2521. DOI: 10.1109/ICPR.2016.7900015
  29. Ю.В. Митришкин, А.Е. Коньков, П.С. Коренев. Материалы 16-й Международной конференции "Устойчивость и колебания нелинейных систем управления" (конференция Пятницкого) (ИПУ РАН, М., 2022), с. 286
  30. M. Singh, E. Fuenmayor, E.P. Hinchy, Yu. Qiao, N. Murray, D. Devine. Appl. System Innovation, 4 (2), 36 (2021). DOI: 10.3390/asi4020036

Учредители

Издатель

© 2026 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme