基于圖像處理的EAST上升段等離子體特性研究.pdf

1、在EAST裝置中，等離子體放電一般分成四個(gè)階段：電離和雪崩階段、低電子溫度下電流增大階段、中等電子溫度下電流增大階段和等離子體平頂區(qū)。本文主要研究第二個(gè)階段，該階段的等離子體剛被擊穿，在這一小段時(shí)間內(nèi)，怎樣實(shí)現(xiàn)對(duì)等離子體的控制是整個(gè)托卡馬克等離子體放電過程中重要的階段，直接決定等離子體放電是否成功。因?yàn)樵谶@個(gè)階段，等離子體沒有達(dá)到平衡的狀態(tài)，所以平衡理論不適用于該階段。為了更好的研究該階段，本文提出一種將物理手段和探針檢測(cè)相結(jié)合，通過圖

2、像處理和模擬計(jì)算來研究上升段等離子體特性的方法。
　　該方法主要分為以下幾個(gè)步驟：（1）運(yùn)用快速的CCD圖像采集系統(tǒng)，對(duì)托卡馬克中的等離子體放電過程進(jìn)行圖像采集；（2）將采集的等離子體放電圖像，采用基于Otsu闕值改良的canny的算法提取等離子圖像進(jìn)行等離子體邊緣的位置信息，通過等離子體的實(shí)際位置對(duì)提取的邊緣信息做篩選后，將篩選的數(shù)據(jù)用最小二乘法進(jìn)行擬合，從而得到等離子體在圖像中的位置；（3）采用標(biāo)定圖像的方法得到標(biāo)定信息，結(jié)合

3、等離子體圖片中的位置，計(jì)算出等離子體在真空室隨時(shí)間變化的實(shí)際位置；（4）運(yùn)用單匝環(huán)和磁探針的原理，在極向場(chǎng)線圈電流平頂端，計(jì)算出單匝環(huán)和磁探針的數(shù)據(jù)與測(cè)量數(shù)據(jù)，篩選精確度高和數(shù)據(jù)量合適的數(shù)據(jù)；（5）運(yùn)用真空室渦流和等離子體中心的水平場(chǎng)、垂直場(chǎng)求解模型，對(duì)真空室的渦流和等離子體水平場(chǎng)、垂直場(chǎng)進(jìn)行求解；（6）將等離子體中心的水平場(chǎng)、垂直場(chǎng)按需要進(jìn)行調(diào)整，結(jié)合托卡馬克的電路方程求解模型，反解出相應(yīng)的線圈電流的大小，并與原線圈電流做對(duì)比，得出變