It is well established that edge localized modes can be entrained to the frequency of applied global magnetic perturbations. These perturbations are delivered to the plasma using the vertical control system field coil currents. These field coils are part of an active control system that is required to maintain the plasma in a steady state. We perform time domain timeseries analysis of natural ELMing when there are no applied perturbations in the ASDEX Upgrade tokamak. We find that the plasma can transition into a state in which the control system field coil currents continually oscillate and are synchronized with oscillations in characteristic plasma parameters such as plasma edge position and total MHD energy. These synchronous oscillations have a one-to-one correlation with the naturally occurring ELMs; the ELMs all occur when the control system coil current is around a specific temporal phase. Large and small ELMs may be distinguished by the amplitude of inward movement of the edge following an ELM. Large ELMs are then found to occur preferentially around a specific temporal phase of the vertical position control coil current. Small ELMs are most likely in antiphase to this. The large and small natural ELMs occur at the opposite extrema of the oscillations in the control system vertical position control coil current. The control system coil current phase may thus provide a useful parameter to order the observed ELM dynamics. We have identified a class of natural ELMing which is a self-entrained state, in which there is a continual non-linear feedback between the global plasma dynamics and the active control system that is intrinsic to the cyclic dynamics of naturally occurring ELMs. Control system-plasma feedback thus becomes an essential component for integration into future models of natural ELM dynamics.
周辺局在モード（ELM）が、印加された大域的磁気摂動の周波数に引き込まれ得ることは十分に確立されている。これらの摂動は、垂直位置制御システムのコイル電流を用いてプラズマに印加される。これらのコイルは、プラズマを定常状態に維持するために必要な能動制御システムの一部である。我々は、ASDEX Upgradeトカマクにおいて摂動が印加されていない場合の自然ELMについて、時間領域時系列解析を行う。その結果、プラズマは、制御システムのコイル電流が継続的に振動し、その振動がプラズマ端部位置や全MHDエネルギーなどの特性パラメータの振動と同期する状態に遷移し得ることが見出された。これらの同期振動は、自然に発生するELMと一対一の相関を示し、ELMはすべて、制御システムのコイル電流が特定の位相付近にあるときに発生する。大規模ELMと小規模ELMは、ELM後の端部の内側への移動量の振幅によって区別され得る。大規模ELMは、垂直位置制御コイル電流の特定の時間位相付近で優先的に発生することが見出された。小規模ELMは、これと逆位相で発生する可能性が最も高い。大規模および小規模の自然ELMは、制御システムの垂直位置制御コイル電流の振動の逆位相の極値において発生する。したがって、制御システムのコイル電流位相は、観測されるELMダイナミクスを秩序づけるための有用なパラメータを提供し得る。我々は、自然ELMの一形態として、大域的プラズマダイナミクスと能動制御システムとの間に非線形フィードバックが継続的に生じる自己引き込み状態を同定した。このフィードバックは、自然ELMの周期的ダイナミクスに内在するものである。したがって、制御システムとプラズマの間のフィードバックは、自然ELMダイナミクスの将来のモデル化に不可欠な構成要素となる。