基于MDSplus的NBI数据采集系统

为了中性束注入（Neutral Beam Injection,NBI）系统的数据格式与东方超环（EAST）兼容,方便实验结果共享和国际学术交流,设计了基于MDSplus（Model Drive System plus）的NBI数据采集系统.数据采集模块采用双缓冲技术和多线程机制,解决了NBI连续长脉冲数据采集问题.数据存储模块采用MDSplus数据存储格式,通过MDSplus软件开发包的jScope软件访问实验数据,解决了NBI数据格式不统一和实验数据共享问题.该系统在测试台中满足了实验运行需求,为投入应用到下一轮EAST-NBI长脉冲注入实验中奠定了良好的基础.     

采集系统中存储技术的研究

随着光纤技术在嵌入式领域中的应用,通信数据量不断增加,高速采集网络上的数据并正确地存储到磁盘上已成为整个系统的瓶颈。本文从系统基本功能模块出发结合生产者/消费者(Producer-Consumer)模型,对多线程并发、直接读写扇区、异步I/O等技术在系统中的应用进行分析;对系统模型进行抽象,用数学方法对系统进行可行性分析。实验表明,数据采集系统中采用多线程多缓冲的方式在性能上有一定的提高。     

基于MDSplus的EAST工程数据获取及显示

EAST聚变放电实验需要同步显示电磁测量诊断数据和各个工程装置运行状态的实验数据,以前的系统只是单纯的显示工程装置运行状态数据,并不能显示放电期间工程装置运行状态的实验数据变化波形。基于MDSplus设计和实现了EAST工程实验数据在线获取及可视化分析显示系统。系统已应用于2009年的EAST春季实验。实验结果表明,系统设计方案合理、运行稳定,具有很好的应用前景。     

EAST电场实时采集与处理系统

EAST是国家大科学工程实验装置,在实验放电过程中,其周围有着非常复杂的电场环境;为了在放电期间达到实时监控周围电场的要求,进而设计了电场实时测量系统;该系统在实验过程中,检测瞬态电场的分布及其强度,为电磁兼容(EMC)的设计提供实时的数据分析;其硬件架构主要包含单极子电场探头,光电隔离设备,RAID磁盘阵列以及PXI平台,软件主要使用LabVIEW对FPGA进行软件编程,对数据进行实时的采集和处理;经过测试,目前该系统可实现单个通道,50 MHz/s采样率的数据采集以及四通道12.5 MHz/s的同步数据采集,满足了对高频模拟信号进行多通道实时数据采集、处理和存储要求。     

Java数据流技术在远程实时数据图像处理中的应用

利用数据流技术可以在远程实时数据图像处理中直接、快速地传输和处理数据.本文详细介绍了Java数据对象传输的实现方法、Applet与Servlet之间的交互,以及图形处理技术在远程实时数据图像处理中的应用.     

嵌入式实时数据采集系统的设计

主要阐述了基于嵌入式系统的便携式实时数据采集系统的设计思想,采用将嵌入式实时操作系统μC/OS-Ⅱ和ARM Cortex-M3处理器相结合的设计思路,提出一套基于嵌入式技术的数据采集系统的解决方案,以满足实际需求。     

基于PCI9820的雷达回波信号实时采集系统

精确的雷达回波信号采集存储是完成目标识别和雷达成像的必要前提,随着A/D采样率和计算机总线技术的高速发展,已经可以在中频直接对雷达回波信号进行实时采集。本文介绍了一种ADLINK公司的基于PCI总线的高速高分辨率数据采集卡PCI9820的硬件结构及相关逻辑模块功能,基于它的双缓冲模式思想并利用板卡的相关驱动函数编写了实时采集程序,并说明了存储文件格式及数据格式。实验结果表明,此实时采集程序能够很好的控制数据采集卡PCI9820完成对雷达回波信号的高速高分辨率实时采集和存储,为信号处理提供了良好的数据基础。     

机载SAR实时成像系统中的数据可视化研究

SAR实时成像系统在国防等很多领域都有着重要的应用,系统对数据可视化方面的要求也越来越高,但目前国内对SAR实时成像系统的数据可视化方面的研究还不多,提出了一种针对SAR实时成像系统的新的数据可视化方案,并已在实际的飞行成像中得到了检验,新方案实时提供的信息更全面、更直观、可分析性更强,具有较强的信息表现能力和双向实时交互能力,能够较好地辅助对图像的在线分析,还对方案的重要组成部分－缩略图的原理和实现算法做了概括介绍。     

ControlLogix系统在实现系统CPU对时中的应用

通过介绍ControlLogix系统在CPU对时中的应用实例,重点介绍了ControlLogix系统在实现多用户系统时间同步方面的解决方案,对于工业现场解决同类问题具有实际意义.     

基于FPGA的多路同步实时数据采集系统

结合数据采集系统在电力系统中的应用,设计了一种基于FPGA的多路同步实时数据采集系统,该系统将多个功能模块集成到一片FPGA中,构成片上可编程系统,使用一片FPGA完成对A/D转换和双口RAM等模块的控制;给出了系统的硬件原理框图,并结合系统的设计方案对其中的主要功能模块进行了阐述;以此构成的多路同步实时数据采集系统具有性能稳定、实时性强、集成度高、扩展性灵活等特点。     

MDSplus在HT-7 Tokamak聚变实验数据系统中的应用

HT-7是国家大科学工程的一个超导托卡马克装置，用于研究受控聚变反应。MDSplus作为实验数据系统的一部分，已成功地应用于HT-72004年春季聚变实验。该文叙述了Linux操作系统平台下的MDSplus在HT-7数据系统中的应用方案，论述了其技术实现细节，解决了MDSplus在多线程模式下不能安全进行数据操作的关键问题。实验表明，基于MDSplus的数据系统性能稳定，数据格式统一，为各国聚变专家进行数据分析、数据处理、系统诊断、结果共享、虚拟合作等奠定了良好的基础。     

基于PXI的EAST装置软X射线采集系统

由于EAST装置现有采集系统存在信号衰减,采样率较低等不足,利用同步采集卡PXI2022,结合Raid0磁盘存储技术,设计并实现了EAST装置软X射线采集系统。数据存储采用MDSplus,增强了通用性,便于国际交流。该系统已在2010年秋季EAST实验中得到成功运用。     

EAST技术诊断系统监控子系统分析和设计

EAST是为科学研究建造的全超导核聚变实验装置。根据EAST的实验特点和性能要求,技术诊断系统数据监控子系统采用管理层、控制层和现场设备层3 层网络结构完成对装置的监控,通过采集卡和以太网实现信号采集及数据的传送。在EAST工程调试实验和两轮放电实验中,该数据监控系统成功实现了对EAST装置的运行状态和故障诊断的实时监控,表明该系统具有性能稳定、可靠等特点。     

EAST等离子体控制仿真模拟可视化运行系统

等离子体控制仿真模拟功能库 (SPACE) 是一款基于开源软件Python开发的用于磁约束核聚变托卡马克装置等离子体控制仿真模拟的函数库. 其主要功能是在托卡马克装置模型、等离子体物理模型和控制系统模型基础上, 利用计算机数值仿真技术, 对托卡马克等离子体控制进行分析、设计、预测和仿真实验. 针对SPACE各功能模块可视化运行需求, 本文采用Python和PySide2开发了适用于EAST超导托卡马克的等离子体控制仿真模拟可视化运行系统. 该系统可使实验人员以图形交互的方式进行等离子体控制仿真模拟的相关操作, 显著提升等离子体控制仿真模拟的效率.     

磁悬浮轴承同步数据采集与实时处理系统

介绍了一种用于磁悬浮轴承实时控制的数据采集与处理系统，该系统采用数字信号处理器(DSP)作为主控单元．可对五路传感器信号实现高速采集，所采用的A／D转换器集成在DSP内部，其有很好的一致性，可以对两路信号实现精确的同步采样，对采集的数据进行控制运算后能实时D／A转换输出控制电压信号。系统控制软件采用JTAG接口下载到DSP的内部闪存。为了方便现场修改控制参数，设计了一个DSP和计算机的RS232C通讯接口。文中最后给出了应用实验结果。     

EAST现场高速数据采集子系统

针对现有EAST采集系统信号存在衰减、采样率较低、数据格式不通用等问题,提出现场采集的概念,设计并实现EAST现场高速数据采集子系统。系统使用高速同步采集卡PXI2022,结合RAID0磁盘存储技术,其数据存储采用核聚变领域通用的软件工具MDSplus。实验结果证明,该系统能够较好地解决原有系统存在的问题。     

基于LightGBM的EAST杂质破裂预警

对全超导托卡马克核聚变实验装置东方超环(EAST)运行放电期间发生的杂质破裂进行预测对未来的聚变装置的长脉冲稳态放电有重要意义. 根据杂质破裂的物理特性筛选出的2018年的334炮杂质破裂炮数据以及2021年的1628炮非破裂炮作为训练炮, 再由等离子体平衡、密度、电流以及辐射等8种诊断信号组成的训练样本以LightGBM算法训练出杂质破裂预测模型. 实验结果表明LightGBM算法模型可以对杂质破裂进行准确预测(成功预测率96.29%), 非破裂炮的误判率6.87%. 研究结果证明利用LightGBM进行EAST等离子体杂质破裂预警是可行的方案.     

EAST数据采集控制系统

为有效管理和控制EAST实验装置上数十套数据采集子系统,需要在总控系统与数据采集子系统之间构建一套数据采集控制系统,提供信息服务、流程控制和状态监视等功能。该系统采用C/S模式和B/S模式相结合的体系结构进行设计,已在2006年度EAST实验中得到成功应用。