傅 鹏，中国科学院等离子体物理所研究员、博士生导师。1962年7月生于湖北省英山县。1985年毕业于华中科技大学电力工程系，1997年获中国科学院博士学位，1998年至2000年在德国等离子体物理研究所从事博士后研究工作。他潜心钻研技术，将复杂的等离子体平衡理论与实际控制回路相结合，发展并完善了一套等离子体解藕理论，简化了等离子体控制，解决了控制中的核心技术问题。这一技术应用于HT-7实验，解决了HT-7具有铁芯变压器，又有复杂几何形状的厚屏蔽铜壳，各被控线圈有很强藕合情况下的控制问题，成功实现了等离子体电流和位置的多目标多变量的实时反馈控制，为HT-7实现稳态运行，深入开展物理实验奠定了基础，作出了重要贡献。

HT-7超导托卡马克在1994年底开始等离子体放电，虽然得到了等离子体，但是其等离子体电流大小和位移一直处于一种随机和不稳定的状态，不能有效地被控制，严重地影响了等离子体物理实验研究。在以后的数年里，这一直是HT-7托卡马克难以进入好的实验状态的主要原因。当时，有各种观点，最主要的观点是认为该装置设计有缺陷，不可能进行好的物理实验研究。

当时负责极向场电源系统的傅鹏同志，看到国家花费数千万元建成和每年花费数百万运行费的HT-7超导托卡马克不能很好的运行和实验，心里着急，下决心攻克这个难关。他白天从事电源系统的运行和研究工作，晚上和周末利用业余时间对HT-7超导托卡马克结构仔细分析，每天晚上总是他最后走出所计算机机房, 周末的时间也是在机房和办公室度过的。他建立了大量的电磁方程和进行了大量的理论计算，为了保证分析结果的正确，他进行了大量的超导托卡马克电磁参数测量实验，精确测量出了HT-7超导托卡马克装置的各种电磁参数， 同时充分利用放电中的实验数据进行比较和校正分析结果。辛勤的劳动终于有了结果，他找出了HT-7超导托卡马克等离子体难以得到好的控制的原因。

HT-7超导托卡马克同时具备三个特点，一是具有铁芯，在等离子体运行的过程中，随着铁芯饱和程度的变化，各极向场线圈和等离子体电磁参数也在变化，它是非线性时变的；二是由于各磁场线圈和等离子体都同心于铁芯中心柱，各磁场线圈和等离子体之间有强烈的耦合，在等离子体位移和电流控制之间是相互耦合和影响的；三是在等离子体外面有两层厚1.5cm且在零下180°的铜壳，该铜壳虽然对等离子体平衡有一定的作用，但对控制等离子体的外加磁场有较大的屏蔽作用。在国内外所有托卡马克中没有一个同时具备这三个特点，这三个特点的叠加使得HT-7超导托卡马克等离子体控制具有相当的特殊性和难度，而我们的等离子体控制是按照国内外常用的托卡马克等离子体控制方法而设计的，虽然以后进行了各种改进，但并没有涉及到HT-7等离子体控制不成功的根本原因。

问题找到了，如何解决这个问题呢，在计算机中可以通过有限元、电磁方程等方法对该时变和非线性的系统进行复杂的计算，这种计算一轮需要数个小时。但托卡马克等离子体控制必须是实时的，从等离子体数据采集到计算机分析、反馈和输出必须在1毫秒内完成，显然按照常规方法采用任何的高速计算机也是难以胜任的，必须从工程的角度对托卡马克电磁系统模型进行简化。第一步建立两层厚壁铜壳等效模型，并通过实验验证了其合理性；第二步将等离子体和托卡马克极向场各线圈系统等效成正反线圈对，并从理论和实验中证明了各等效线圈对电磁参数不随铁芯饱和而变化，从而对托卡马克电磁系统参数进行了线性化；第三步，虽然通过上述两步的简化，但该等离子体控制系统还是一个复杂的多变量控制系统，有必要再进一步简化，傅鹏同志根据系统特点采用了测量中间变量方法进行解藕。上述措施的采用，使HT-7超导托卡马克等离子体控制系统方程大大简化，由一个复杂的非线性和时变的多变量控制系统变成一个简单的线性的单变量控制系统，等离子体反馈控制问题也就迎刃而解了。

理论分析和控制方法得出后，他多次和当时负责等离子体控制的同志进行交流，希望利用该结果对HT-7超导托卡马克等离子体反馈控制进行改造，由于当时许多同事对该方法并不理解，使这一先进控制技术未能实施，搁置了近两年的时间。1998年初，傅鹏同志得到了所领导的支持，由他负责HT-7托卡马克等离子体反馈控制改进工作，他用自己研究出的等离子体系统控制方法重新设计了HT-7等离子体反馈控制系统。1998年5月份，他成功地实现了等离子体反馈控制，使HT-7托卡马克等离子体由不可控迈到可控阶段，等离子体放电实验中取得了非常好的结果。这项等离子体反馈控制技术于1998年应用于HT-7超导托卡马克装置至今，运行可靠，取得很好的效果，为后来HT-7稳态运行和获得高参数可重复的高温等离子体放电提供了可靠的保证。

撰稿人：邵世田

点 评：

傅鹏先生对不是本职工作的装置的有效控制问题，利用业余时间，从分析装置的特殊性入手，经过大量的理论计算和精确测量各种电磁参数，找到了装置难以控制的原因。他面对复杂问题，发展并完善了一套等离子体解藕理论。解决问题的思路清晰，方法的科学，把复杂系统分三步简化为线性的单变量控制系统。他找到装置难以控制的原因和具体解决方法后，不因搁置近两年而气馁，终于在所领导的支持下得以顺利实施。