This article discusses the integration of a Kalman filter in the P-EFIT equilibrium reconstruction code, with the aim of estimating the currents induced in the passive structures of a tokamak. The filter is based on a vacuum electromagnetic model of the reactor, and takes advantage of an estimate of the effect of the plasma on the magnetics, provided by the equilibrium reconstruction algorithm. On the other hand, the observer is integrated into the equilibrium reconstruction, which exploits the eddy currents estimates provided by the Kalman filter to refine the obtained solution. To analyze the interplay of the reconstruction code and the proposed observer, the ITER tokamak is considered as a case-study, and the algorithm is tested on a variety of plasma conditions, selected in such a way to maximize the relevance of an accurate knowledge of the passive currents. The code performance is evaluated in terms of convergence metrics, eddy currents estimation accuracy and reconstruction of plasma-related quantities such as plasma–wall gaps, plasma current and plasma profile parameters.
本稿では、P-IT平衡再構成コードへのカルマンフィルタの統合について論じる。その目的は、トカマクの受動構造物に誘導される電流を推定することにある。このフィルタは、炉の真空電磁モデルに基づいており、平衡再構成アルゴリズムによって提供される、プラズマが磁気計測に及ぼす影響の推定値を活用する。一方、オブザーバは平衡再構成に統合され、カルマンフィルタが提供する渦電流推定値を利用して、得られた解を洗練させる。再構成コードと提案するオブザーバの相互作用を分析するため、ITERトカマクをケーススタディとして取り上げ、受動電流の正確な把握の重要性が最大限に発揮されるように選定された多様なプラズマ条件に対して、本アルゴリズムを試験する。コードの性能は、収束指標、渦電流推定精度、およびプラズマ・壁間ギャップ、プラズマ電流、プラズマ分布パラメータなどのプラズマ関連量の再構成精度の観点から評価される。