基于神经网络的EAST密度极限破裂预测

发布时间：2025-07-18 20:31

　　 为了对全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)密度极限破裂进行预测,根据密度极限破裂的基本特征从2014到2019年放电数据中筛选出972炮密度极限破裂炮,选取了13种诊断信号为特征作为输入,分别由多层感知机(MLP)和长短时记忆网络(LSTM)为模型、以破裂概率为模型输出建立破裂预测器对密度极限破裂进行预测实验.结果表明:对密度极限破裂炮,在不同的预警时间下, LSTM的成功预测率(95%)均高于MLP的成功预测率(85%);而对于非破裂炮, LSTM和MLP的错误预测率相近(8%). LSTM对密度极限破裂的预测性能较MLP有较大的提高.说明利用神经网络进行EAST密度极限破裂预测以及提高破裂避免和缓解系统响应性能的可行性.

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【部分图文】：

图１．１?２０１８年全球能源结构（ａ）和电力结构（ｂ）［１］??能源是人类赖以生存的物质基础

趋??势、核聚变能所起的重要角色、托卡马克磁约束聚变的起源和发展、我国的ｅａｓｔ??托卡马克，接着阐述聚变中的一个关键问题一等离子体放电破裂，以及破裂的原??因、阶段、危害、种类，以及各大装置在破裂预测上所做的主要工作，最后是本文??的研究内容及组织。??１．１引言??风电，太Ｐ....

图１．２托卡马克磁约束系统的基本结构图??如图１．２所示，Ｔｏｋａｍａｋ最核心的区域是环形的真空腔室，这个真空腔室就是??等离子体发生聚变反应时所在的区域，腔外有各种磁体和线圈，等离子体被这些??

置。它名字的意思是：带有磁场线圈的环形真空腔室。??Ｍａｇｎｅｔｉｃ?Ｃｉｒｃｕｉｔ??＾?（ｉｒｏｎ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ?ｃｏｒｅ）??Ｉｎｎｅｒ?Ｐｏｌｏｉｄａｌ?Ｆｉｅｌｄ?Ｃｏｌｌｓ??（ｐｒｉｍａｒｙ?ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ?ｄｒｃｕｉ）??—?Ｐｌａｓｍａ?ｗｉｔ....

图１．３?ＥＡＳＴ托卡马克装置图??磁体和线圈及等离子体自身产生的电磁场约束在真空腔室内部，并不断地发生着??

第１章绪?论??麵??图１．３?ＥＡＳＴ托卡马克装置图??磁体和线圈及等离子体自身产生的电磁场约束在真空腔室内部，并不断地发生着??聚变反应，同时源源不断地产生能量。托卡马克的总磁场位型是由环向场和极向??场耦合形成的具有旋转变换位型的螺旋型磁场，这样的位型可以克服因磁场不均??....

图１．４破裂过程中：先兆阶段（灰色部分）、热猝灭阶段（红色部分）以及电流猝灭阶段（黄色??部分）［２３］

?第１章绪?论???间也不一样。??？第三个阶段是紧接着热猝灭之后的电流猝灭（ｃｕｒｒｅｎｔｑｕｅｎｃｈ）阶段，如图１．４??黄色区域所示，热猝灭阶段最直接的体现是热能大量流失，随之而来的是等??离子体的温度会在短时间内大幅度下降，温度降低会导致等离子体的电阻迅??速增大，等离子....

本文编号：4057377