The systematic design of a robust adaptive control strategy for the sawtooth period using electron cyclotron current drive (ECCD) is presented. Recent developments in extremum seeking control (ESC) are employed to derive an optimized controller structure and offer practical tuning guidelines for its parameters. In this technique a cost function in terms of the desired sawtooth period is optimized online by changing the ECCD deposition location based on online estimations of the gradient of the cost function. The controller design does not require a detailed model of the sawtooth instability. Therefore, the proposed ESC is widely applicable to any sawtoothing plasma or plasma simulation and is inherently robust against uncertainties or plasma variations. Moreover, it can handle a broad class of disturbances. This is demonstrated by time-domain simulations, which show successful tracking of time-varying sawtooth period references throughout the whole operating space, even in the presence of variations in plasma parameters, disturbances and slow launcher mirror dynamics. Due to its simplicity and robustness the proposed ESC is a valuable sawtooth control candidate for any experimental tokamak plasma, and may even be applicable to other fusion-related control problems.
鋸歯状周期に対する電子サイクロトロン電流駆動（ECCD）を用いたロバスト適応制御戦略の系統的設計を提示する。極値探索制御（ESC）における最近の進展を採用し、最適化された制御器構造を導出し、そのパラメータに対する実用的な調整指針を提供する。本手法では、所望の鋸歯状周期に関するコスト関数を、コスト関数の勾配のオンライン推定に基づいてECCD堆積位置を変更することによりオンラインで最適化する。制御器設計は鋸歯状不安定性の詳細なモデルを必要としない。したがって、提案するESCは任意の鋸歯状プラズマまたはプラズマシミュレーションに広く適用可能であり、不確実性やプラズマ変動に対して本質的にロバストである。さらに、広範な種類の外乱を処理できる。これは時間領域シミュレーションによって実証され、プラズマパラメータの変動、外乱、および遅いランチャーミラー動特性の存在下でも、動作空間全体にわたって時間変動する鋸歯状周期参照値の追従に成功することを示す。その単純性とロバスト性により、提案するESCは任意の実験用トカマクプラズマに対する貴重な鋸歯状制御候補であり、他の核融合関連の制御問題にも適用できる可能性がある。