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A Simulink-to-FunctionBlock transformation framework for rapid integration of plasma control algorithms

Jianqiu Zhu, Zherui Cai, Qiping Yuan, Ruirui Zhang, Junjie Huang, Zhongmin Huang, Heru Guo, Gen Xu, Bingjia Xiao2026年10月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

To support high-performance long-pulse plasma discharges, the Lingshu plasma control system (PCS) has been successfully developed and deployed, shifting the focus of current research toward the development and iterative refinement of advanced control algorithms. Simulink is a widely used and powerful tool for control algorithm development. However, integrating Simulink models into the FunctionBlock-based architecture of Lingshu PCS still requires substantial manual adaptation, resulting in low integration efficiency and prolonged deployment cycles. To address this issue, this paper proposes a Simulink-to-FunctionBlock transformation framework for the Lingshu PCS. The framework establishes an automated workflow from model development to system deployment, enabling the direct conversion of Simulink models into deployable FunctionBlocks. By bridging the semantic gaps between Simulink models and the FunctionBlock architecture, the proposed approach significantly reduces manual integration effort and accelerates algorithm deployment. The proposed framework is validated using a plasma control algorithm from the EAST tokamak. Experimental results demonstrate that Simulink models can be successfully transformed into FunctionBlocks and deployed on the Lingshu PCS while preserving the original algorithm behavior and satisfying real-time control requirements, thereby validating the effectiveness of the proposed framework.

日本語訳

高性能な長時間パルスプラズマ放電を支援するため、Lingshuプラズマ制御システム(PCS)が開発・導入に成功し、現在の研究の焦点は高度な制御アルゴリズムの開発と反復的な改良に移行している。Simulinkは制御アルゴリズム開発において広く使用される強力なツールである。しかし、SimulinkモデルをLingshu PCSのFunctionBlockベースのアーキテクチャに統合するには、依然として多大な手動適応が必要であり、統合効率の低さと導入サイクルの長期化を招いている。この問題に対処するため、本論文ではLingshu PCS向けのSimulink-to-FunctionBlock変換フレームワークを提案する。本フレームワークは、モデル開発からシステム導入までの自動化されたワークフローを確立し、Simulinkモデルを導入可能なFunctionBlockへ直接変換することを可能にする。SimulinkモデルとFunctionBlockアーキテクチャ間の意味的ギャップを橋渡しすることで、提案手法は手動統合の労力を大幅に削減し、アルゴリズムの導入を加速する。提案フレームワークは、EASTトカマクのプラズマ制御アルゴリズムを用いて検証される。実験結果は、SimulinkモデルがFunctionBlockへ正常に変換され、元のアルゴリズムの動作を維持しつつリアルタイム制御要件を満たしてLingshu PCS上に導入できることを実証し、提案フレームワークの有効性を裏付けている。

装置

east中精度(概要文一致)

wiki

Plasma control

AIによる論文要約

プラズマ制御アルゴリズムの迅速な統合に向けたSimulinkからFunctionBlockへの変換フレームワーク
JAプラズマ制御・核融合制御システムの研究者やエンジニア、Simulinkモデルを実機制御系へ迅速に展開したい開発者、制御アルゴリズムの運用自動化に関心のある学生。#核融合 #プラズマ制御 #Simulink #制御工学 #トカマク
LLM向け: {"Title": "SimulinkからFunctionBlockへの変換によるプラズマ制御アルゴリズム統合の迅速化", "Authors": "未記載", …

核融合装置の長時間・高性能運転には、高度なプラズマ制御アルゴリズムを素早く制御システムへ導入する必要があります。本研究は、制御開発で広く使われるSimulinkモデルを、Lingshuプラズマ制御システムのFunctionBlockへ自動変換する枠組みを提案します。モデル開発から配備までの作業を自動化し、手作業の適応コストを削減します。EASTトカマクの制御アルゴリズムで検証し、元の動作を保ちつつ実時間制御要件を満たして配備できることを示しました。

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