Predictive, time-dependent transport simulations with a semi-empirical plasma model have been used in closed-loop simulations to control the q-profile and the strength and location of the internal transport barrier (ITB). Five transport equations (Te, Ti, q, ne, vΦ) are solved, and the power levels of lower hybrid current drive, NBI and ICRH are calculated in a feedback loop determined by the feedback controller matrix. The real-time control (RTC) technique and algorithms used in the transport simulations are identical to those implemented and used in JET experiments (Laborde L. et al2005 Plasma Phys. Control. Fusion47 155 and Moreau D. et al2003 Nucl. Fusion43 870). The closed-loop simulations with RTC demonstrate that varieties of q-profiles and pressure profiles in the ITB can be achieved and controlled simultaneously. The simulations also showed that with the same RTC technique as used in JET experiments, it is possible to sustain the q-profiles and pressure profiles close to their set-point profiles for longer than the current diffusion time. In addition, the importance of being able to handle the multiple time scales to control the location and strength of the ITB is pointed out. Several future improvements and perspectives of the RTC scheme are presented.
半経験的プラズマモデルを用いた予測的・時間依存輸送シミュレーションを閉ループシミュレーションに適用し、qプロファイルならびに内部輸送障壁(ITB)の強度と位置を制御した。5つの輸送方程式(Te、Ti、q、ne、vΦ)を解き、低域混成波電流駆動、NBI、ICRHのパワーレベルを、フィードバック制御器行列によって決定されるフィードバックループ内で計算した。輸送シミュレーションで使用したリアルタイム制御(RTC)手法とアルゴリズムは、JET実験で実装・使用されたものと同一である(Laborde L. et al2005 Plasma Phys. Control. Fusion47 155 and Moreau D. et al2003 Nucl. Fusion43 870)。RTCを用いた閉ループシミュレーションにより、多様なqプロファイルとITB内の圧力プロファイルを同時に達成・制御できることが実証された。また、シミュレーションは、JET実験で使用されたものと同一のRTC手法を用いることで、qプロファイルと圧力プロファイルを設定値プロファイルに近い状態で、電流拡散時間よりも長く維持することが可能であることも示した。さらに、ITBの位置と強度を制御するために複数の時間スケールを扱うことの重要性が指摘されている。RTCスキームの今後の改善点と展望がいくつか提示されている。