Due to their discrete nature, a grid of active coils for the feedback control of plasma instabilities produces an infinite sequence of sideband harmonics in the magnetic field. If the magnetic sensors have the same periodicity as the coils, as in the intelligent shell scheme (Bishop 1989 Plasma Phys. Control. Fusion31 1179), the aliasing of the sidebands determines a systematic error on the Fourier analysis of the measurements. Since the intelligent shell scheme relies on raw measurements, it does not recognize the aliasing effect. This is a drawback for error field compensation and for the control of those perturbations that cannot be suppressed by the feedback, but only reduced in their saturation level, such as the non-linear tearing modes (TMs) involved in the dynamo process of reversed field pinch machines. We have derived analytical formulae, valid in cylindrical geometry, for the subtraction of the sideband effect, and we implemented them in a real-time correction algorithm of the Fourier analysis of the magnetic measurements. The Fourier harmonics so obtained are used as the feedback variable of a new control scheme named clean-mode-control (CMC). The first tests of CMC in RFX-mod have given some interesting results in the control of the saturated TMs: besides a reduction of the radial field at the edge and the consequent plasma surface distortion, a systematic rotation of these perturbations with frequencies of up to 100 Hz is seen for the first time. This brings a mitigation of the phase-locking and wall-locking phenomena giving the possibility of operating safely at high currents.
プラズマ不安定性のフィードバック制御のための能動コイルの格子は、その離散的な性質により、磁場中に無限の側波帯高調波列を生成する。インテリジェントシェル方式(Bishop 1989 Plasma Phys. Control. Fusion31 1179)のように、磁気センサーがコイルと同じ周期性を持つ場合、側波帯のエイリアシングにより、測定値のフーリエ解析に系統誤差が生じる。インテリジェントシェル方式は生の測定値に依存するため、エイリアシング効果を認識しない。これは、誤差磁場補償や、フィードバックでは抑制できず飽和レベルの低減のみが可能な摂動、例えば反転磁場ピンチ装置のダイナモ過程に関与する非線形テアリングモード(TM)の制御にとって欠点となる。我々は、円筒幾何学において有効な、側波帯効果の除去のための解析式を導出し、それを磁気測定のフーリエ解析のリアルタイム補正アルゴリズムに実装した。このようにして得られたフーリエ高調波は、クリーンモード制御(CMC)と名付けられた新しい制御方式のフィードバック変数として使用される。RFX-modにおけるCMCの最初の試験では、飽和TMの制御においていくつかの興味深い結果が得られた:端部での径方向磁場の低減とそれに伴うプラズマ表面歪みの低減に加えて、これらの摂動の最大100 Hzの周波数での系統的な回転が初めて観測された。これにより、位相ロックおよび壁ロック現象が緩和され、高電流での安全な運転が可能となる。