В работе проводится синтез и моделирование иерархической (двухуровневой) системы магнитного управления плазмой в токамаке-реакторе, предназначенной для применения на всей диверторной фазе плазменного разряда, включая стадию ввода тока плазмы. Для стабилизации вертикальной скорости плазмы относительно нулевого значения применялся пропорциональный регулятор в скалярном контуре управления. Коэффициент усиления регулятора, обеспечивающий необходимые запасы устойчивости, найден с использованием линейной модели второго порядка, полученной путём решения задачи идентификации по данным численного эксперимента на плазмо-физическом коде ДИНА. Для синтеза внутреннего каскада слежения (нижнего уровня системы) за сценарными токами в обмотках полоидальных магнитных полей использован метод полной динамической развязки каналов. с применением редукции модели объекта по ганкелевым сингулярным числам. Для синтеза внешнего каскада слежения (верхнего уровня системы) за формой и током плазмы применена развязка каналов управления и многомерный диагональный пропорционально-интегральный регулятор, содержащий в каждом канале параллельное соединение пропорционального, интегрирующего и двойного интегрирующего звеньев. В иерархической системе управления нижний уровень (внутренний каскад) подчиняется верхнему уровню (внешнему каскаду). Внешний каскад воздействует на внутренний каскад посредством сигналов, задающих необходимые токи в обмотках центрального соленоида и в обмотках полоидальных магнитных полей для обеспечения требуемой формы и тока плазмы в соответствии с выходными сигналами объекта, передающимся по векторному каналу обратной связи. Нижний уровень занимается только отслеживанием задающих воздействий по токам в обмотках управления. Предложен и реализован способ работы системы в условиях насыщения токов в обмотках управления. Приведены результаты численного моделирования двухуровневой (каскадной) системы управления на нелинейном коде DINA с использованием базы данных Интернационального термоядерного экспериментального реактора ITER (www.iter.org) для базового сценария 2.
