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栗原 研一; 川俣 陽一; 秋葉 賢一*; 三浦 友史; 赤坂 博美; 安達 宏典*; 星 芳幸*; 福田 武司; 及川 聡洋
IEEE Transactions on Nuclear Science, 47(2), p.205 - 209, 2000/04
トカマク型核融合開発は実験炉段階を迎え、既存の実験装置は一層魅力的な運転シナリオ(高性能プラズマの長時間・定常維持、プラズマ不安定性の回避、ほか)を見いだすことが期待されている。これを受けてJT-60プラズマ実時間制御システムを全面的に再構築する作業に着手しており、以下の新たな設計方針3点を採用した。すなわち、(1)電流分布等の空間2次元の時系列データを計測量をもとに再構成し、実時間制御に使用可能にする、(2)適切な制御用アクチュエータを実時間制御のフレームに組み込む、(3)さまざまな制御方法を試すことが柔軟かつ迅速にできるようにする、の3点である。これらの実現のために、大容量メモリーを搭載した超高速ボード計算機を共有メモリーネットワークで結合するという基本構成を採用した。また機能的には様々な先進的な帰還制御方法が計画されている。本発表はこれら一連の新システム開発の報告である。
安達 宏典*; 栗原 研一; 川俣 陽一
KEK Proceedings 99-16, p.365 - 368, 1999/11
トカマク型核融合装置JT-60では、ドーナッツ型の真空容器内部に閉じ込められたプラズマを、真空容器内機器に損傷を与えることなく、断面形状を適正に制御することがプラズマの性能向上や解析評価のために必要不可欠である。一方、プラズマ中心位置といった代表点の情報やビデオカメラ映像では、正確な断面像はとらえられない。これまでは、全体像の時間変化は、JT-60プラズマ断面形状実時間可視化システムによってモニタ表示するという状況であった。これに対して実験上では、断面積形状の情報を用いて、機器の保護や制御に使用したいとの要求があり、より高速で断面形状を同定する必要が生じてきた。そこで、これまでのシステムの演算器及び同定計算処理のアルゴリズム等を変更し、高速同定を行うシステムを開発することとした。本発表では、現在まで行ってきたシステムの高速化開発内容と状況を述べる。
栗原 研一; 川俣 陽一; 秋葉 賢一*; 安達 宏典*; 星 芳幸*; 木村 豊秋
プラズマ・核融合学会誌(CD-ROM), 75(10), 12 Pages, 1999/10
トカマク・プラズマの楕円度や三角形度は、エネルギー閉じ込め性能の決定因子の一つであるなど、その断面位置形状の重要性が近年認識されてきた。一方その全体像の実時間同定は、計算時間の制約から不可能とされていた。障害の原因である特殊関数や逆行列等の計算を実時間処理から除くために、特殊なテーブルを大容量メモリ上に展開しておくというアルゴリズム上の工夫に加え、最新の電子機器を用いて装置を構成した。この結果大幅な時間短縮を実現し断面形状を毎秒15コマの速度で実時間動画化し、着火直後のリミタ配位からダイバータ配位に移行する様子などの映像情報を実時間で提供した。またさらなる高速化改造を実施し、実時間制御へと発展させる予定である。本論文では、JT-60で実稼働中のシステムの開発結果と実時間制御への適用構想について、その動画映像をミルノフ振動を「音声化」した音とともに示しながら報告する。
栗原 研一; 川俣 陽一; 秋葉 賢一*; 安達 宏典*; 木村 豊秋
JAERI-Research 97-055, 23 Pages, 1997/08
JAERI-Research-97-055.pdf:1.38MB
プラズマの楕円度や三角形度は、エネルギー閉じ込め性能の決定因子の一つであるなど、その断面位置形状の重要性が近年認識されてきた。一方その全体像の実時間同定は、計算時間の制約から不可能とされていた。障害の原因である特殊関数や逆行列等の計算を実時間処理から除くために、特殊なテーブルを大容量メモリ上に展開しておくというアルゴリズム上の工夫に加え、最新の電子機器を用いて装置を構成した。この結果大幅な時間短縮に成功し、断面形状を毎秒10コマの速度で実時間動画として可視化した。同時に着火直後のリミタ配位からダイバータ配位に移行する一連の様子など、これまで得られなかった映像情報を実験運転者に初めて実時間で提供した。本報告では、JT-60で実稼動中のシステムの開発結果と実時間制約への開発構想について報告する。
安達 宏典*; 川俣 陽一; 栗原 研一
技術研究会報告 (文部省国立天文台・電気通信大学), p.3 - 6, 1997/03
JT-60プラズマ断面実時間可視化システムは、磁場、磁束等の信号を受信した後、プラズマ断面位置形状の同定計算を行い全体像を描画し、一連の動作を実時間で行い動画として実験運転者に提供するシステムである。これまでの実運用の結果、本システムは、実験運転の効率向上に有効であることが認識されてきている。現在、本システムはRISC型ボード・コンピュータにより1回当りの同定計算と描画処理を約100ms程度の周期で行っている。従って、本システムの処理時間をフィードバック制御可能な数ms以下までに高速化することが要求される。そこで、本システムの同定計算処理を複数台の並列処理専用DSPによって実行させるシステムを現在開発中である。本講演では、並列処理プログラム用コンパイラを用いた開発手法と現在までの開発状況及び、今後の予定について報告する。
川俣 陽一; 安達 宏典*; 栗原 研一
技術研究会報告 (文部省国立天文台・電気通信大学), p.7 - 10, 1997/03
JT-60プラズマ実時間制御系の中枢を担うプラズマ電流・位置形状制御計算機は、磁場、磁束、プラズマ電流及びポロイダル磁場コイル電流等の計測信号をもとに250
s周期でプラズマ位置形状等を計算し希望する値にフィードバック制御している。これら収集した計測信号は、JT-60装置を安全にしかも高性能のプラズマを生成実験するため外部システムで様々な利用方法が検討されている。そのため、これらの信号を外部の離れた箇所との間でデータ通信を行うことを想定して、リフレクティブメモリ・ボード(VMIVME-5576、VMIC社製)を用いてデータ通信試験を実施したのでその結果を報告する。さらに、現在リフレクティブメモリ通信を使用したシステムにおけるCPU間の同期動作の問題点についても紹介する。
