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Design concept of intelligent integrated control system for neutral beam injection

Yu Gu, Chundong Hu, Yang Li, Yuanzhe Zhao, Qinglong Cui, Yahong Xie2024年10月Plasma Physics and Controlled FusionIF 2.2出版社

Due to the specificity of neutral beam injection (NBI) system, the control of its actual physical system is achieved by the integrated control system (ICS). The current NBI ICS adopts a distributed design structure to balance the system load, which is also the mainstream system design and architecture model of ICS around the world. However, from a practical point of view, the distributed system architecture is not perfect. In the long run, upgrading the system intelligence and automation capabilities is an inevitable choice for the future, so it is necessary to explore ways to transform and upgrade the ICS. At present, Internet of Things (IoT), as an important part of the new generation information technology, can realize the control of everything through data exchange. This is because on the one hand, IoT has wide compatibility and powerful scenario-based capabilities, it not only has the advantages and characteristics of distributed design, but also can pull the NBI subsystems into the same level scenario and lay the foundation for the further construction of digital NBI; on the other hand, the intervention of artificial intelligence makes IoT have some new typical characteristics such as intelligent sensing, ubiquitous connectivity, precise control, digital modeling, real-time analysis and iterative optimization, which is enough to pull the current NBI ICS into a new intelligent control era. Finally, it is worth mentioning that due to its inherent design structure and functional characteristics, ICS tends to be broadly generic, so it is not exclusively used for NBI operation in nuclear fusion, and it can provide some insight into other application areas.

日本語訳

中性粒子ビーム入射(NBI)システムの特殊性により、その実際の物理システムの制御は統合制御システム(ICS)によって達成される。現在のNBI ICSは、システム負荷を均衡させるために分散設計構造を採用しており、これは世界中のICSの主流のシステム設計およびアーキテクチャモデルでもある。しかし、実用的な観点から見ると、分散システムアーキテクチャは完璧ではない。長期的に見れば、システムのインテリジェンスと自動化能力を向上させることが将来の必然的な選択であり、したがってICSを変革・アップグレードする方法を探求する必要がある。現在、モノのインターネット(IoT)は、新世代情報技術の重要な一部として、データ交換を通じて万物の制御を実現できる。これは、一方では、IoTが高い互換性と強力なシナリオベースの能力を持ち、分散設計の利点と特性を備えているだけでなく、NBIサブシステムを同じレベルのシナリオに引き込み、デジタルNBIのさらなる構築の基盤を築くことができるためである。他方では、人工知能の介入により、IoTはインテリジェントセンシング、ユビキタス接続、精密制御、デジタルモデリング、リアルタイム解析、反復最適化などの新たな典型的特徴をいくつか有するようになり、現在のNBI ICSを新しいインテリジェント制御時代に引き込むのに十分である。最後に、言及する価値があるのは、ICSはその固有の設計構造と機能的特性により、広く汎用的になる傾向があるため、核融合におけるNBI運用専用ではなく、他の応用分野にも何らかの洞察を提供できるということである。

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