DIII-D中锁定模相位与旋转的前馈和反馈控制及其在调制ECCD实验中的应用
等离子体物理
2018-03-14 v1
摘要
在DIII-D托卡马克中，通过施加环向模数n=1的外加磁扰动，控制了原本锁定的环向模数n=1磁岛的环向相位和旋转。以前馈方式施加预防性扰动，在模减速时“捕获”该模，并在完全锁定前使其跟随旋转场运动，从而避免了相关的主导约束退化。此外，首次在反馈中与磁测量实时优化扰动相位，以使模的相位随时间紧密匹配预设相位。实验结果证实了将模保持在给定固定相位或以高达20 Hz的良好均匀性旋转它的能力。实验中使用的控制线圈电流与机电模型估算的需求一致。此外，将20 Hz的受控旋转与以相同频率调制的电子回旋电流驱动（ECCD）相结合。这比在反馈中根据自发模旋转调节ECCD调制更简单，并能够在岛的O点、X点及其间位置实现重复、可复现的ECCD沉积，以仔细研究这如何影响岛的稳定性。发现电流驱动相对于岛存在径向失配，且所示部分放电中岛的增长和收缩与修正卢瑟福方程（Modified Rutherford Equation）的预期相符。最后，模拟预测设计中的ITER 3D线圈能够在低于10 Hz的频率下带动小岛旋转。
引用
@article{arxiv.1801.05012,
title = {Feedforward and feedback control of locked mode phase and rotation in DIII-D with application to modulated ECCD experiments},
author = {Wilkie Choi and R. J. La Haye and M. J. Lanctot and K. E. J. Olofsson and E. J. Strait and R. Sweeney and F. A. Volpe},
journal= {arXiv preprint arXiv:1801.05012},
year = {2018}
}