New shape control implementations and dynamics studies on the National Spherical Torus eXperiment (NSTX) (Ono et al2000 Nucl. Fusion40 557–61) are summarized. In particular, strike point position, X-point height and squareness control, and two new system-identification methods/control-tuning algorithms were put into operation. The PID controller for the strike point was tuned by analysing the step response of the strike point position to the poloidal coil currents, employing the Ziegler–Nichols method. An offline system identification of the plasma response to the control inputs based on ARMAX (Ljung 1999 System Identification: Theory for the User (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall)) input–output models was implemented. With this tool, rough estimates of the improvements were realized and several control improvements were identified. An online automatic relay-feedback PID tuning algorithm, which has the advantage of tuning the controller in one shot, was implemented, thus optimizing the use of experimental time. Using these new capabilities, all four upper/lower/inner/outer strike points were simultaneous controlled and a combined X-point height, strike point radius control was implemented. The new and improved control with better accuracy and robustness enabled successful plasma operations with the liquid lithium divertor. Additionally this year, the first independent squareness control was developed. This will enable better optimization of the NSTX shape for stability and high performance in the future.
National Spherical Torus eXperiment (NSTX) (Ono et al2000 Nucl. Fusion40 557–61) における新しい形状制御の実装と動力学研究を要約する。特に、ストライク点位置、X点高さ、スクエアネス制御、および2つの新しいシステム同定法/制御チューニングアルゴリズムが運用された。ストライク点用PIDコントローラは、ポロイダルコイル電流に対するストライク点位置のステップ応答を解析し、Ziegler–Nichols法を用いてチューニングされた。ARMAX (Ljung 1999 System Identification: Theory for the User (Englewood Cliffs, NJ: Prentice-Hall)) 入出力モデルに基づく、制御入力に対するプラズマ応答のオフラインシステム同定が実装された。このツールにより、改善の大まかな見積もりが実現され、いくつかの制御改善が特定された。コントローラを一度にチューニングできる利点を持つオンライン自動リレーフィードバックPIDチューニングアルゴリズムが実装され、実験時間の使用を最適化した。これらの新しい機能を用いて、上下内外の4つのストライク点すべてが同時に制御され、X点高さとストライク点半径の複合制御が実装された。より高い精度とロバスト性を備えた新しく改良された制御により、液体リチウムダイバータを用いたプラズマ運転の成功が可能となった。さらに今年、初の独立したスクエアネス制御が開発された。これにより、将来の安定性と高性能のためのNSTX形状のより良い最適化が可能になる。