An advanced adaptive control algorithm is used to study the control of external kink modes that are excited in the HBT-EP tokamak and have a natural toroidal rotation frequency near 8 kHz. The controller's system model is parametrized and the parameters are adjusted in real-time to match the measured plasma evolution. Depending upon a programmed phase angle, active feedback control is shown to either suppress or amplify the controlled amplitude by an amount comparable to the variations observed over a variety of plasma discharges. With negative feedback, the maximum amplitude is reduced to 40% of the uncontrolled value. With positive feedback, the amplitude increases to 155%. Intermediate feedback phases lead to an acceleration or deceleration of the mode rotation frequency in addition to changes in mode amplitude. As the feedback gain increases, the level of both mode suppression and mode amplification also increases. However, for sufficiently high gain, kink mode suppression becomes limited by the excitation of an additional, slowly rotating 1.4 kHz mode having the same helical structure as the uncontrolled kink. High gain amplification is limited by disruptive loss of plasma current. Experimental results are compared with numerical simulations based on a single helicity model, and qualitative agreement is found.
高度な適応制御アルゴリズムを用いて、HBT-EPトカマクにおいて励起され、自然なトロイダル回転周波数が約8 kHzである外部キンクモードの制御を研究した。制御器のシステムモデルはパラメータ化され、そのパラメータは測定されたプラズマの時間発展に一致するようにリアルタイムで調整される。プログラムされた位相角に応じて、能動フィードバック制御は、様々な放電にわたって観測される変動に匹敵する量だけ、制御対象の振幅を抑制または増幅することが示された。負フィードバックの場合、最大振幅は非制御時の値の40%に低減される。正フィードバックの場合、振幅は155%に増加する。中間的なフィードバック位相は、モード振幅の変化に加えて、モード回転周波数の加速または減速をもたらす。フィードバックゲインが増加するにつれて、モード抑制とモード増幅の両方のレベルも増加する。しかしながら、十分に高いゲインでは、キンクモード抑制は、非制御時のキンクと同じヘリシティ構造を有する追加のゆっくり回転する1.4 kHzモードの励起によって制限される。高ゲインでの増幅は、プラズマ電流の破壊的損失によって制限される。実験結果は、単一ヘリシティモデルに基づく数値シミュレーションと比較され、定性的な一致が見られた。