Contrôle prédictif intégré des profils pour l'opération en régime établi des tokamaks

par Sen Wang

Projet de thèse en Automatique - productique

Sous la direction de Emmanuel Witrant et de Didier Moreau.

Thèses en préparation à Grenoble Alpes , dans le cadre de École doctorale électronique, électrotechnique, automatique, traitement du signal (Grenoble) , en partenariat avec Grenoble Images Parole Signal Automatique (laboratoire) et de Systèmes linéaires et Robustesse (SLR) (equipe de recherche) depuis le 14-09-2017 .


  • Résumé

    L'objectif de cette proposition est de développer des techniques de contrôle robustes et basées sur des modèles pour les scénarios avancés de tokamak en régime permanent. Le contrôle simultané des profils de pression et de pression est en effet essentiel pour obtenir des performances de fusion élevées dans des plasmas à haute fraction de courant de démarrage et le maintien de ces plasmas à l'état stable. Ce sujet fait l'objet d'une recherche approfondie dans le monde entier, et diverses approches sont poursuivies, qui diffèrent selon le niveau de complexité du modèle, le choix des actionneurs et les paramètres contrôlés, ainsi que les besoins en temps réel en matière de diagnostic et de processeur. Les algorithmes de contrôle doivent être intégrés dans des simulations de plasma non linéaire en boucle fermée afin d'être évalués et cela nécessite le développement de codes de simulation dédiés. Mais les tests expérimentaux sur les tokamaks stables tels que EAST, WEST, KSTAR, JT-60SA sont également essentiels pour la mise en œuvre de techniques de contrôle de profil jusqu'à ce qu'ils puissent être utilisés pour un fonctionnement de routine et intégrés sur ITER.

  • Titre traduit

    Integrated model-predictive profile control for steady state tokamak operation scenarios


  • Résumé

    The goal of this proposal is to develop robust, model-based control techniques for advanced steady state tokamak scenarios. The simultaneous control of the current and pressure profiles is indeed essential for obtaining high fusion performance in plasmas with high bootstrap current fraction, and maintaining such plasmas in steady state. This topic is the subject of extensive research worldwide, and various approaches are being pursued, which differ in the level of model complexity, the choice of actuators and controlled parameters, and the real-time diagnostic and CPU requirements. The control algorithms must be integrated into closed-loop non-linear plasma simulations in order to be assessed and this requires the development of dedicated simulation codes. But experimental tests on steady state tokamaks such as EAST, WEST, KSTAR, JT-60SA are also crucial in view of implementing profile control techniques until they can be used for routine operation and integrated on ITER.