This paper reports on the extension of our amplitude-based resonant magnetic perturbation (RMP) edge localized mode (ELM) controller to support phasing control (relative toroidal phases of RMP waveforms between rows of coils), multiple toroidal mode numbers, and new ‘jump’ and ‘probing’ strategies, all deployed on KSTAR and DIII-D. By treating the control algorithm as device-independent and adjusting only the real-time interfaces to sensors and power supplies, we have confirmed that the same finite state machine—based feedback logic can be ported between machines with minor modifications. In experiments using n = 2 RMPs on KSTAR and n = 3 on DIII-D, the controller successfully modulated RMP amplitudes in real time to sustain ELM suppression while minimizing confinement degradation. Phasing control broadened the suppression window, as it permitted the system to avoid locked-mode regions and safely access ELM-free conditions. A rotating RMP phasing scheme, integrated into the same framework, distributes divertor heat loads more uniformly, making it a promising strategy for protecting plasma-facing components during long discharges. New ‘jump’ and ‘probing’ techniques demonstrate the possibility for the controller to preempt imminent ELMs and refine the minimum required RMP amplitude without returning to ELMy conditions. Taken together, these upgrades enable extended ELM-free operation while mitigating confinement degradation, providing a practical framework for real-time ELM control in future high-performance tokamaks.
本論文では、振幅ベースの共鳴磁場摂動(RMP)周辺局在モード(ELM)制御器を拡張し、位相制御(コイル列間のRMP波形の相対トロイダル位相)、複数のトロイダルモード数、および新しい「ジャンプ」および「プロービング」戦略をサポートすることを報告する。これらはすべてKSTARおよびDIII-Dに適用された。制御アルゴリズムを装置非依存とみなし、センサーと電源へのリアルタイムインターフェースのみを調整することで、同じ有限状態機械ベースのフィードバック論理が軽微な変更で異なる装置間で移植可能であることを確認した。KSTARでのn = 2 RMPおよびDIII-Dでのn = 3を用いた実験において、制御器は閉じ込め劣化を最小限に抑えつつELM抑制を持続するために、RMP振幅をリアルタイムで変調することに成功した。位相制御は、ロックモード領域を回避し、ELMフリー状態に安全に到達することを可能にしたため、抑制ウィンドウを拡大した。同じ枠組みに統合された回転RMP位相スキームは、ダイバータ熱負荷をより均等に分散させ、長時間放電中のプラズマ対向機器を保護するための有望な戦略となる。新しい「ジャンプ」および「プロービング」技術は、制御器が差し迫ったELMを先制し、ELMy状態に戻ることなく必要な最小RMP振幅を精密化できる可能性を示している。総合すると、これらの拡張により、閉じ込め劣化を軽減しつつ、拡張されたELMフリー運転が可能となり、将来の高性能トカマクにおけるリアルタイムELM制御のための実用的な枠組みを提供する。