Система автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак Российский патент 2023 года по МПК G21B1/00 

Область техники

Изобретение относится к средствам автоматизированного управления технологическими процессами в области управляемого термоядерного синтеза и может быть реализована на установках типа токамак.

Уровень техники

Для подачи в вакуумную камеру токамака рабочих и технологических газов используются быстродействующие нечувствительные к магнитным полям пьезоэлектрические клапаны, пропускная способность которых зависит от приложенного напряжения.

Основными недостатками используемых пьезоклапанов являются частично нелинейная зависимость пропускной способности от величины приложенного напряжения, изменение этой зависимости в процессе эксплуатации клапана, а также снижение ресурса клапана в режиме широтно-импульсной модуляции (ШИМ) при циклическом полном открытии/закрытии клапана.

Из уровня техники известны системы напуска газов в установки типа токамак с применением единичных пьезоклапанов с частично нелинейными характеристиками.

Известно устройство регулирования газонапуска в плазму (авторское свидетельство SU 13 76791), состоящая из диагностики магнитогидродинамической активности плазмы, цифро-аналогового регулятора и одного пьезоэлектрического клапана.

Известна система управления электронной плотностью плазмы на установках типа токамак» (патент на изобретение RU 2654518), состоящая из СВЧ интерферометра, с опорным каналом и основным каналом, проходящим через камеру токамака, на одном конце которого установлена лампа обратной волны, соединенная каналом сигнала модуляции с генератором модулирующего сигнала, а на другом - блок детекторов, соединенный с опорным каналом интерферометра и через блок усилителей и модулем определения разности вычисленного и заданного значений фазы с управляемым источником напряжения, выход которого соединен с пьезоклапаном газонапуска, при этом модуль определения разности вычисленного и заданного значений фазы соединен с АРМ оператора, отличающаяся тем, что модуль определения разности вычисленного и заданного значений фазы выполнен в виде аппаратно-программного комплекса, состоящего из генератора модулирующего сигнала, соединенного каналом модуляции волны с лампой обратной волны, модуля синхронизации, соединенного по входу каналами сигнала синхронизации начала газонапуска и сигнала синхронизации запуска интерферометра с АРМ оператора, блока оцифровки сигнала, вход которого соединен с блоком усиления и фильтрации, а выход с первым входом блока вычисления фазового набега, второй вход которой соединен с выходом модуля синхронизации, а выход с первым входом блока управления, второй вход которого соединен каналом связи с установленной на АРМ модулем программы электронной плотности плазмы, а выход через блок согласования цифровых и аналоговых сигналов со входом управляемого источника напряжения.

Главным недостатком таких систем является зависимость потока газа от отработанного ресурса и нелинейная зависимость пропускной способности клапана, что ухудшает точность регулирования.

Основным отличием предлагаемого решения от вышеназванных патентов является возможность эффективного управления не одиночным пьезоклапаном, а группой пьезоклапанов (что является необходимым для крупных установок типа тоакмак), не только в режиме управления электрооной плотности плазмы во время плазменного эксперимента, но и в режимах подготовки камеры чисткой тлеющим разрядом и напуска рабочего газа для пробоя на стадии роста тока плазмы, используя один унифицированный регулятор и контроллер.

Технической проблемой, на решение которой направлено заявляемое изобретение является повышение эффективности подготовки токамака к разряду и увеличение стабильности плазменных разрядов с использованием одного унифицированного регулятора.

Раскрытие сущности изобретения

Техническим результатом является реализация автоматического процесса управления напуском рабочих и технологических газов в установку в различных режимах работы токамака путем каскадного управления пьезоэлектрическими клапанами с помощью контроллера с унифицированным регулятором.

Для достижения технического результата предложена Система автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак, состоящая из вакуумной камеры токамака, которая соединена по каналу управления током тлеющего разряда в технологическом газе с блоком системы чистки камеры тлеющим разрядом, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу управления давлением в режиме предварительного газонапуска с блоком системы управления давлением рабочего газа перед пробоем, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу управления электронной плотностью плазмы с блоком системы управления электронной плотностью плазмы, который по цифровому каналу передачи уставки по электронной плотности плазмы соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу регистрации аналоговых сигналов диагностики СВЧ-интерферометра с блоком регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра, который по цифровому каналу передачи действующего значения электронной плотности плазмы соединен с блоком модуля рефлективной памяти, который по цифровому каналу передачи текущего значения электронной плотностью плазмы соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу измерения давления газа с датчиками давления газа, которые по аналоговому каналу передачи действующего значения давления газа соединены с блоком аналого-цифрового преобразователя, который по цифровому каналу передачи действующего значения давления газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, при этом блок вычисления сигнала рассогласования и универсальный регулятор, связанные между собой цифровым каналом передачи сигнала рассогласования образуют универсальный контроллер реального времени, который по цифровому каналу передачи управляющего воздействия соединен с блоком цифро-аналогового преобразователя, при этом, универсальный контроллер реального времени, блок цифро-аналогового преобразователя, блок аналого-цифрового преобразователя и блок модуля рефлективной памяти образуют крейт с контроллером и интерфейсами, который по аналоговому каналу передачи управляющего воздействия соединен с блоком преобразования сигналов, который по аналоговому каналу передачи управляющего напряжения соединен с группой из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов, включающей линейки

пьезоэлектрических клапанов, которая по пневматическому каналу подачи газа в вакуумную камеру соединена с вакуумной камерой токамака, при этом, газонапуск в вакуумную камеру токамака осуществляется из хранилища рабочего и технологического газов, соединенного с блоком газоподготовки через быстродействующие пьезоэлектрические клапаны, каскадное управление которыми осуществляется универсальным регулятором, соединенным с блоком цифро-аналогового преобразователя, соединенным с блоком преобразования сигналов.

Краткое описание чертежей

На фиг. 1 показана структурная схема системы автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак, где:

1 - блок системы чистки камеры тлеющим разрядом;

2 - блок системы управления давлением рабочего газа перед пробоем;

3 - блок системы управления электронной плотностью плазмы;

4 - вакуумная камера токамака;

5 - блок вычисления сигнала рассогласования;

6 - универсальный регулятор;

7 - блок цифро-аналогового преобразователя (ЦАП);

8 - блок преобразования сигналов;

9 - группа из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов;

10 - датчики давления газа;

11 - блок регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра;

12 - блок аналого-цифрового преобразователя (АЦП);

13 - универсальный контроллер реального времени;

14 - канал управления током тлеющего разряда в технологическом газе;

15 - канал управления давлением в режиме предварительного газонапуска;

16 - канал управления электронной плотностью плазмы;

17 - канал регистрации аналоговых сигналов диагностики СВЧ-интерферометра;

18 - канал измерения давления газа;

19 - аналоговый канал передачи действующего значения давления газа;

20 - цифровой канал передачи действующего значения электронной плотности плазмы;

21 - цифровой канал передачи действующего значения давления газа;

22 - цифровой канал передачи уставки по давлению газа;

23 - цифровой канал передачи уставки по давлению газа;

24 - цифровой канал передачи уставки по электронной плотности плазмы;

25 - цифровой канал передачи сигнала рассогласования;

26 - цифровой канал передачи управляющего воздействия;

27 - аналоговый канал передачи управляющего воздействия;

28 - аналоговый канал передачи управляющего напряжения;

29 - пневматический канал подачи газа в вакуумную камеру;

30 - крейт с контроллером и интерфейсами;

31 - сетевой канал обмена данными с центральной системой управления токамака;

32 - блок модуля рефлективной памяти;

33 - цифровой канал передачи текущего значения электронной плотностью плазмы.

На фиг. 2 показана структурная схема, на которой поясняется принцип каскадного управления клапанами, где:

4 - вакуумная камера токамака;

6 - универсальный регулятор;

7 - блок цифро-аналогового преобразователя (ЦАП);

8 - блок преобразования сигналов;

9 - группа из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов;

34 - хранилище рабочего и технологического газов;

35 - блок газоподготовки;

36…39 - линейки пьезоэлектрических клапанов;

40…51 - быстродействующий пьезоэлектрический клапан.

На фиг. 3 показан график выбора линейного участка диапазона регулирования пьезоэлектрического клапана.

Осуществление изобретения

Система автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак показанная на фиг.1 состоит из вакуумной камеры токамака 4, которая соединена по каналу управления током тлеющего разряда в технологическом газе 14 с блоком системы чистки камеры тлеющим разрядом 1, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа 22 соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, по каналу управления давлением в режиме предварительного газонапуска 15 с блоком системы управления давлением рабочего газа перед пробоем 2, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа 23 соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, по каналу управления электронной плотностью плазмы 16 с блоком системы управления электронной плотностью плазмы 3, который по цифровому каналу передачи уставки по электронной плотности плазмы соединен 24 с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, по каналу регистрации аналоговых сигналов диагностики СВЧ-интерферометра 17 с блоком регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра 11, который по цифровому каналу передачи действующего значения электронной плотности плазмы 20 соединен с блоком модуля рефлективной памяти 32, который по цифровому каналу передачи текущего значения электронной плотностью плазмы 33 соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, по каналу измерения давления газа 18 с датчиками давления газа 10, которые по аналоговому каналу передачи действующего значения давления газа 19 соединены с блоком аналого-цифрового преобразователя 12, который по цифровому каналу передачи действующего значения давления газа 21 соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования 5, при этом блок вычисления сигнала рассогласования 5 и универсальный регулятор 6, связанные между собой цифровым каналом передачи сигнала рассогласования 25 образуют универсальный контроллер реального времени 13, который по цифровому каналу передачи управляющего воздействия 26 соединен с блоком цифро-аналогового преобразователя 7, при этом, универсальный контроллер реального времени 13, блок цифро-аналогового преобразователя 7, блок аналого-цифрового преобразователя 12 и блок модуля рефлективной памяти 32 образуют крейт с контроллером и интерфейсами 30, который по аналоговому каналу передачи управляющего воздействия 27 соединен с блоком преобразования сигналов 8, который по аналоговому каналу передачи управляющего напряжения 28 соединен с группой из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов 9, включающей линейки пьезоэлектрических клапанов 36-39, которая по пневматическому каналу подачи газа в вакуумную камеру 29 соединена с вакуумной камерой токамака 4, при этом, газонапуск в вакуумную камеру токамака 4 осуществляется из хранилища рабочего и технологического газов 34, соединенного с блоком газоподготовки 35 через быстродействующие пьезоэлектрические клапаны 40-51, каскадное управление которыми осуществляется универсальным регулятором 6, соединенным с блоком цифро-аналогового преобразователя 7, соединенным с блоком преобразования сигналов 8.

Ядром системы является универсальный контроллер реального времени 13, состоящий из модуля вычисления сигнала рассогласования 5 и универсального регулятора 6. Блок цифро-аналогового преобразователя 7 преобразует цифровые сигналы с универсального регулятора в унифицированные аналоговые сигналы, а действующее значение давления газа, измеренное датчиками давления 10 и действующее значение электронной плотности плазмы, вычисленное с помощью блока регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра 11 вводятся в блок вычисления рассогласования 5 через блок аналого-цифрового преобразователя 12 и модуль рефлективной памяти 32. Все вышеперечисленное оборудование устанавливается в крейте 30.

На фиг. 2 показан принцип каскадного управления клапанами.

Описываемая система реализует автоматический процесс управления напуском рабочих и технологических газов в вакуумную камеру токамака в режимах чистки камеры тлеющим разрядом, предварительного напуска рабочего газа (для пробоя на стадии роста тока плазмы) и управления электронной плотностью плазмы в квазистационарном режиме разряда путем каскадного управления группой, из 12-ти быстродействующих пьезоэлектрических клапанов 9, расположенных на четырех линейках (по 3 клапана на каждой) с помощью унифицированного регулятора 6, использующего входной сигнал рассогласования соответствующий режиму управления источники данных: сигналы с датчиков давления газа в камере или значения электронной плотности плазмы n_e, рассчитанные в реальном времени по сигналам диагностики СВЧ-интерферометрии, для обратной связи и уставки по давлению или электронной плотности с учетом специфики и особенностей каждого режима, что позволяет вычислять общий поток рабочего или технологического газа, необходимый в текущий момент времени и формировать соответствующие управляющие воздействия на пьезоклапаны.

Для решения задач системы напуска газа во всех 3-х режимах функционирования система позволяет использовать один унифицированный регулятор с общим набором параметров на одном контроллере. Для каждого пьезоклапана может задаваться коэффициент участия в регулировании, и диапазон напряжений для регулирования, попадающий на относительно линейный участок передаточной функции клапана.

В основе регулятора лежит пропорционально-интегрально-дифференцирующий (ПИД) регулятор. В системе может использоваться пропорциональный контроль, когда коэффициенты, соответствующие дифференциальной и интегральной составляющей выходного сигнала регулятора, выбираются так, чтобы свести вклад этих составляющих к нулю. Может использоваться дифференциальный контроль, который позволяет реагировать системе обратной связи на быстрые изменения или интегральный контроль, который помогает предотвратить медленное увеличение отклонения от заданной величины.

В управляющем контуре с обратной связью в качестве сигнала рассогласования, в зависимости от режима работы токамака, используется разность между заданным и фактическим значениями давления газа или электронной плотности плазмы n_e. В результате, в ПИД-регуляторе формируется сигнал управляющего воздействия, пропорциональный необходимому суммарному потоку используемого газа в данный момент времени. Далее этот сигнал может с учетом индивидуальных коэффициентов участия пьезоклапанов преобразовываться в напряжения, подаваемые на пьезоклапаны, которые либо открывают, либо закрывают пьезоклапаны на определенную величину от верхнего до нижнего значения границы по управляющему напряжению. Усиление потока газа (увеличение открытия клапанов) увеличивает значение давления газа, а уменьшение потока газа (уменьшение открытия клапанов) приводит к снижению давления газа в камере. Равновесие по давлению обеспечивается за счет постоянно работающей системы вакуумной откачки камеры.

Из универсального регулятора 6 через блок цифро-аналогового преобразователя 7 на вход блока преобразования сигналов поступают индивидуальные уровни открывающих напряжений.

С выхода преобразователей сигналы открывающих напряжений поступают на быстродействующие пьезоэлектрические клапаны 40…51, которые собраны параллельно по 3 в 4 линейки пьезоэлектрических клапанов 36-39.

Рабочий или технологический газы из хранилища рабочего и технологического газов 34 поступают для смешивания в блок газоподготовки 35, а оттуда по четырем параллельным трубопроводам поступают на входы четырех линеек пьезоэлектрических клапанов 36-39. С каждого клапана по отдельному каналу газ поступает в вакуумную камеру токамака.

Давление в камере измеряется датчиком давления 10, а электронная плотность n_e рассчитывается в реальном времени по данным диагностики СВЧ-интерферометрии. Действующие значение давления и электронной плотности поступают в блок вычисления сигнала рассогласования 5, а вычисленный сигнал рассогласования в универсальный регулятор 6.

Для управления клапаном экспериментальным путем определяется линейный участок диапазона регулирования и устанавливаются нижняя (U_min) и верхняя (U_max) границы по управляющему напряжению, внутри которых находится этот линейный участок (см. фиг. 3). Границы диапазона регулирования, наряду с подобранными коэффициентами ПИД-регулятора являются общими для всех 3-х рассматриваемых режимов работы системы.

Для уменьшения ошибки, связанной с нелинейностью и различностью характеристик пьезоклапанов, используется каскадное включение пьезоклапанов таким образом, что минимизируется количество пьезоэлектрических клапанов, одновременно задействованных в плавном регулировании потока рабочего газа в текущий момент времени (при этом остальные пьезоклапаны находятся в полностью открытом или полностью закрытом состоянии), для этого дополнительный блок регулятора преобразует выходную уставку ПИД-регулятора в количество полностью открытых пьезоклапанов и уставку для управления потоком одного (максимум 4-х, по числу линеек) клапанов.

В режиме очистки вакуумной камеры токамака 4 тлеющим разрядом технологическими газами (аргон, гелий и др.) управление газонапуском в камеру осуществляется по заданным системой чистки камеры тлеющим разрядом уставкам давления технологического газа с помощью унифицированного регулятора с обратной связью по датчику давления в камере токамака. Сигнал рассогласования вычисляется на основании программного и измеренного значений давления технологического газа. Возможен режим логико-программного управления без обратной связи по давлению, когда на пьезоклапаны подаются сигналы в соответствии с заданной программой давления.

В режиме предварительного напуска рабочего газа в вакуумную камеру токамака перед стартом циклограммы эксперимента осуществляется напуск топлива - смеси рабочих газов (водород, дейтерий) по уставкам давления рабочего газа в камере перед пробоем из сценария разряда. Регулирование осуществляется до достижения и удержания в камере токамака заданного давления газа в течение заданного времени с помощью унифицированного регулятора с обратной связью по датчику давления в камере токамака. Равновесие по давлению обеспечивается за счет постоянно работающей системы вакуумной откачки камеры. Сигнал рассогласования вычисляется на основании программного и измеренного значений давления рабочего газа. Возможен режим логико-программного управления без обратной связи по давлению, когда на пьезоклапаны подаются сигналы в соответствии с заданной программой давления.

В режиме поддержания электронной плотности плазмы во время разряда, управление напуском рабочего газа (топлива) в камеру токамака осуществляется по сигналу рассогласования в соответствии с заданными в сценарии разряда и фактическими значениями электронной плотности плазмы n_e, вычисляемым в реальном времени по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра. Принцип работы СВЧ-интерферометра основан на том, что суммарный набег фазы Δϕ зондирующих плазму электромагнитных колебаний монохроматического СВЧ-излучения зависит от электронной плотности плазмы n_e вдоль отрезка зондирования и пропорционален Усиление потока рабочего газа во время плазменного разряда (увеличение открытия клапанов) увеличивает значение электронной плотности плазмы, а уменьшение потока газа (уменьшение открытия клапанов) приводит к снижению электронной плотности плазмы.

Унифицированный регулятор также может выступать в роли блока программы циклограммы в режиме без обратной связи, выдавая управляющие воздействия по заранее заданной (или взятой из предыдущего эксперимента) таблице уставок.

Выбор того или иного режима работы всех компонентов системы газонапуска осуществляется путем передачи по сети Ethernet от центральной системы управления токамаком параметров регулятора, режима работы и степени участия пьезоклапанов.

Открытие пьезоклапана обеспечивается подачей на его пластину управляющего напряжения в рабочем диапазоне U_min…U_max, которое преобразуется из унифицированного напряжения 0…10 В на выходе ЦАП с помощью блока преобразования сигналов (управляемого источника напряжения). Возможно два режима управления клапанами:

1. Режим каскадного управления клапанами. В этом режиме клапаны на каждой линейке открываются поочередно, при этом плавное регулирование осуществляется последним открытым, а предыдущие клапаны на линейке при этом открыты в соответствии с поданным напряжением U_max, а последующие закрыты с поданным напряжением 0 В: если открыт один клапан, то плавное управление потоком осуществляется с помощью него; если открыты два клапана, то первый открывается полностью, а плавное управление потоком осуществляется вторым клапаном; если открыты три клапана, то первые два открываются полностью, а плавное управление потоком осуществляется третьим клапаном. И так для каждой из четырех линеек. Для этого выход ПИД-регулятора нормализуется в пределах от 0 до N*U_max, где N - число клапанов на линейке (приведена упрощенная формула).

2. Режим пропорционального управления клапанами. В этом режиме осуществляется одновременное открытие и управление всеми клапанами. Для этого выход ПИД-регулятора нормализуется в пределах U_min…U_max, при этом для каждого клапана может быть установлена индивидуальная поправка вида: уставка×Coef+Const.

Данные о работе всех элементов системы записываются в базу данных: рассчитанная общая уставка по потоку газа и индивидуальные уставки на пьезоклапаны, давление в камере, рассчитанное текущее значение и требуемое значение электронной плотности плазмы, требуемое значение давления газа в камере и другая информация, необходимая для анализа результата эксперимента, противоаварийной защиты и отслеживания ключевых событий эксперимента.

Таким образом, основными преимуществами предлагаемой системы являются:

- упрощение технической и программной части системы;

- настройка и использование одного общего набора коэффициентов ПИД-регулятора и параметров пьезоэлектрических клапанов (U_min, U_max, Coef, Const) для 3-х режимов работы системы;

- отсутствие необходимости использовать ШИМ управление клапанами, что повышает ресурс клапанов;

- улучшение точности регулирования, которая мало зависит от отработанного ресурса и нелинейной зависимости пропускной способности клапана;

- повышение эффективности подготовки камеры к разряду и стабильности плазменных разрядов.

Изобретение относится к средствам автоматизированного управления технологическими процессами в области управляемого термоядерного синтеза и может быть реализовано на установках типа токамак. Система автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак состоит из вакуумной камеры, которая соединена по каналу управления током тлеющего разряда в технологическом газе с блоком системы чистки камеры тлеющим разрядом, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу управления давлением в режиме предварительного газонапуска с блоком системы управления давлением рабочего газа перед пробоем. Блок вычисления сигнала рассогласования и универсальный регулятор связаны между собой цифровым каналом передачи сигнала рассогласования, образуют универсальный контроллер реального времени. Причем универсальный контроллер реального времени, блок цифроаналогового преобразователя, блок аналого-цифрового преобразователя и блок модуля рефлективной памяти образуют крейт с контроллером и интерфейсами. Техническим результатом является реализация автоматического процесса управления напуском рабочих и технологических газов в установку в различных режимах работы токамака путем каскадного управления пьезоэлектрическими клапанами с помощью контроллера с унифицированным регулятором. 3 ил.

Система автоматического управления напуском рабочих и технологических газов в различных режимах работы установки типа токамак, состоящая из вакуумной камеры токамака, которая соединена по каналу управления током тлеющего разряда в технологическом газе с блоком системы чистки камеры тлеющим разрядом, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу управления давлением в режиме предварительного газонапуска с блоком системы управления давлением рабочего газа перед пробоем, который по цифровому каналу передачи уставки по давлению газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу управления электронной плотностью плазмы с блоком системы управления электронной плотностью плазмы, который по цифровому каналу передачи уставки по электронной плотности плазмы соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу регистрации аналоговых сигналов диагностики СВЧ-интерферометра с блоком регистрации и расчета в реальном времени электронной плотности плазмы по сигналам диагностики СВЧ-интерферометра, который по цифровому каналу передачи действующего значения электронной плотности плазмы соединен с блоком модуля рефлективной памяти, который по цифровому каналу передачи текущего значения электронной плотностью плазмы соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, по каналу измерения давления газа с датчиками давления газа, которые по аналоговому каналу передачи действующего значения давления газа соединены с блоком аналого-цифрового преобразователя, который по цифровому каналу передачи действующего значения давления газа соединен с блоком вычисления сигнала рассогласования, при этом блок вычисления сигнала рассогласования и универсальный регулятор, связанные между собой цифровым каналом передачи сигнала рассогласования, образуют универсальный контроллер реального времени, который по цифровому каналу передачи управляющего воздействия соединен с блоком цифроаналогового преобразователя, при этом универсальный контроллер реального времени, блок цифроаналогового преобразователя, блок аналого-цифрового преобразователя и блок модуля рефлективной памяти образуют крейт с контроллером и интерфейсами, который по аналоговому каналу передачи управляющего воздействия соединен с блоком преобразования сигналов, который по аналоговому каналу передачи управляющего напряжения соединен с группой из 12-ти быстродействующих пьезоклапанов, включающей линейки пьезоэлектрических клапанов, которая по пневматическому каналу подачи газа в вакуумную камеру соединена с вакуумной камерой токамака, при этом газонапуск в вакуумную камеру токамака осуществляется из хранилища рабочего и технологического газов, соединенного с блоком газоподготовки через быстродействующие пьезоэлектрические клапаны, каскадное управление которыми осуществляется универсальным регулятором, соединенным с блоком цифроаналогового преобразователя, соединенным с блоком преобразования сигналов.