Systematic extraction of locally valid dynamic models from experiments is necessary for controller design and the validation of high fidelity models. This paper describes the extraction of a dynamic model in the form of a transfer function, giving the dynamic response of the CIII (465.0 nm) emission front position to deuterium gas puffing in the TCV divertor during flattop, relevant for heat exhaust control. The model is extracted using frequency response data from both SOLPS-ITER simulations and perturbative experiments. We use the steady-state solutions of the model SOLPS-ITER to obtain an additional data point at the zero frequency, as the identifiable frequency range by perturbative experiments is lower bounded by discharge time. We specifically approach the problem from a control engineering point of view, aiming to develop control-oriented models for the systematic design of impurity emission front controllers. We find a transfer function structure based on a diffusive process to best describe the obtained frequency response data. The resulting transfer function model accurately reproduces the local dynamic response measured during experiments, so it can be used to assess new controllers offline for similar discharge scenarios.
系統的な実験からの局所動的モデルの抽出は、制御器の設計と高忠実度モデルの検証のために必要である。本論文では、伝達関数の形での動的モデルの抽出について述べる。これは、TCVダイバータにおける重水素ガス入射に対するCIII（465.0 nm）発光フロント位置の動的応答を与えるものであり、熱流制御に関連する。モデルは、SOLPS-ITERシミュレーションと摂動実験の両方からの周波数応答データを用いて抽出される。摂動実験によって同定可能な周波数範囲は放電時間によって下限が定められるため、モデルSOLPS-ITERの定常解を用いてゼロ周波数における追加のデータ点を得る。我々は、不純物発光フロント制御器の系統的設計のための制御指向モデルの開発を目的として、制御工学の観点から具体的にアプローチする。得られた周波数応答データを最もよく記述するのは、拡散過程に基づく伝達関数構造であることを見出す。結果として得られる伝達関数モデルは、実験中に測定された局所動的応答を正確に再現するため、類似の放電シナリオにおいてオフラインで新しい制御器を評価するために使用できる。