Основной проблемой управления в современных D-образных токамаках является неустойчивость вертикального положения плазмы, приводящая к сбою в замкнутой устойчивой системе управления, который приводит к большому срыву плазмы. Решением проблемы является создание системы магнитного управления плазмой, противодействующей сбою и позволяющей избежать аварийной остановки и длительных циклов технического обслуживания. Поэтому на первом этапе по увеличению надёжности системы магнитного управления плазмой в токамаке целесообразно воспользоваться методом параллельного резервирования и добавить резервную обратную связь для уязвимого контура управления вертикальным положением плазмы, обеспечив в случае сбоя в основном контуре автоматическое переключение на резервный.

Работа посвящена синтезу, сравнению и оптимизации робастных LMI-систем управления вертикальным положением плазмы в D-образном токамаке, в частности в токамаке Т-15МД (Курчатовский институт, Москва, Россия). Новизна работы заключается в выяснении возможностей робастных LMI-систем управления по критериям радиуса робастной устойчивости и пика мощности управления при отражении возмущения типа малого срыва и задающего ступенчатого сигнала с использованием уникальной неустойчивой модели плазмы первого порядка. Управляемый объект состоит из последовательно соединенной модели плазмы с аддитивным возмущением, содержащим неопределенности объекта, катушки горизонтального поля (HFC) и модель исполнительного устройства в виде многофазного выпрямителя. Методом линейных матричных неравенств (LMI) был разработан набор робастных регуляторов с размещением полюсов в областях LMI, характеристиками состояния H2/H∞ и характеристиками выходного сигнала. Теоремы LMI данной работы направлены на проектирование робастных регуляторов и исследование систем с целью устранения разрыва между теорией и практикой. Основное достижение данной работы заключается в оптимизации робастных систем управления неустойчивым объектом с неопределенным возмущением на множестве подходов синтеза LMI. Системы управления имеют оригинальные критерии качества, такие как мощность управления и радиус робастной устойчивости. Лучшая система управления на основе двух критериев, а именно, система управления Da,r,θ, обеспечивает стабилизацию вертикального положения плазмы на тестовом стенде цифрового управления в реальном времени.

Предлагается новый подход к задаче фильтрации при произвольных ограниченных внешних возмущениях, основанный на ее сведении к задаче оптимизации. Подход обладает невысокой вычислительной сложностью, предполагая на каждом итерационном шаге лишь решение уравнений Ляпунова. При этом его преимуществами, существенными с инженерно-практической точки зрения, являются возможность ограничения величины матрицы фильтра, а также возможность строить оптимальные матрицы фильтра по каждой из координат вектора состояния системы в отдельности. Выписан градиентный метод для отыскания матрицы фильтра. Как показывают примеры, предлагаемая рекуррентная процедура является весьма эффективной и приводящей ко вполне удовлетворительным результатам. Статья продолжает серию работ, посвященную синтезу обратной связи в задачах управления с позиций оптимизации.

Рассматриваются возможности аэрогеофизического комплекса ЭКВАТОР для решения различных прогнозных и поисковых задач рудного характера. Приводятся результаты использования этого комплекса при поисково-съемочных работах в районе ЦентральноАфриканского разлома (Руанда), детальных исследований при поисках золоторудных месторождений на участках Восточной Сибири и Камчатки.