为了得到高参数等离子体放电,现有Tokamak装置多采用拉长位形等离子体放电,但是拉长位形等离子体必然会导致垂直位移不稳定性。因此需要通过垂直稳定系统来控制此不稳定性。对EAST装置而言,由于极向场线圈离等离子体较远,以及极向场电源的电压和响应时间的限制,导致很难利用极向场线圈直接对垂直位移不稳定性进行有效控制。EAST垂直位移控制主要通过真空室及其内部被动板提供被动稳定,并通过快控线圈及快控电源来实现对垂直位移的主动控制。因此,被动板的物理结构以及快控电源的性能就直接决定了EAST装置对垂直位移的控制能力。本文主要通过模拟与实验对EAST装置中不连续被动板结构和主动反馈控制系统对垂直位移不稳定性的控制进行相关研究。2010年EAST真空室内部安放了一组被动板系统用于改善对垂直位移的控制能力。起初此上下轴对称环向连续的被动板结构通过一电连接桥结构导通。为了减小对极向场的屏蔽,上下环向连续被动板均被切分为8块不连续的分离被动板片段。然而被动板上的涡流仍通过固定被动板的不锈钢支撑腿结构和内层真空室构成环向回路。而此环向回路电阻值的精确度直接决定了EAST物理模型的模拟结果与实际情况的吻合程度。因此本文建立了EAST不连续被动板结构回路二维模型,计算得到了此回路的等效电阻率为1.09μΩm。并通过一系列EAST典型位形的垂直位移放电实验验证了模型及等效电阻率的合理性。为了得到EAST典型位形的垂直位移增长率,我们对EAST拉长比在1.6～1.9范围内的等离子体位形进行了垂直位移增长率实验,得到了不连续被动结构情况下EAST垂直位移增长率范围为86/s-323/s。为了评估EAST快控电源对垂直位移的控制能力,对拉长比在1.75-1.9的EAST位形进行了最大可控垂直位移实验,得到在老快控电源供电能力下,EAST对400kA等离子体电流、垂直位移增长率为200/s、拉长比为1.9的位形的的最大可控垂直位移为～1.2cm。对Tokamak装置而言,最大可控垂直位移与小半径之比大于5%时才能满足对垂直位移的安全控制要求,大于10%时才能满足鲁棒控制要求。对EAST而言,最大可控垂直位移应该分别大于2.5cm和5cm以满足对垂直位移安全和鲁棒控制要求。但EAST最大可控垂直位移实验显示其只有约1.2cm,快控电源系统的能力极大限制了对垂直位移控制能力,远达不到安全放电要求。因此快控电源的供电能力需要升级,我们模拟评估了EAST新快控电源供电能力要求,并设计优化了快控线圈的位置以进一步提高EAST对垂直位移的稳定控制区间。在2014年实验中,快控线圈位置优化完成了改造,新快控电源调试成功并成功应用于实验。新快控电源的最大峰值输出电压为±1600V,±9000A,且有电压和电流两种工作模式。快控电源自身响应延迟加pcs通讯延迟时间约为600μs。电流模式时电流从-5.1kA爬升到5.1kA用时-2ms,而电压模式时电流从0A爬升到5kA用时～600μs。为了利用新快控电源电压模式快速响应的特点,我们基于最优控制原理设计了有延时情况下的EAST bangbang+PID控制算法,并成功应用于EAST准雪花位形放电的垂直位移控制。对此增长率为530/s的雪花位形,当垂直位移偏离平衡位置4.6cm后,使用bangbang+PID控制算法仍能将其控制到平衡位置处。而同样放电参数下,纯PID控制算法不能将其稳定控制。因此,新快控电源在bangbang+PID算法时,极大提高了EAST对垂直位移不稳定性的控制能力。足够精确并且高信噪比的等离子体垂直位置z及运动速度dz/dt信号的诊断方法可以充分利用主动控制系统的控制能力。但是往往由于测量精度和大的噪声问题,减小了主动控制电源用于控制垂直位移的稳定区间。EAST例行放电使用几乎所有的磁探针信号估计等离子体垂直位置z,然后对其求微分得到dz/dt信号。此方法得到的dz/dt信号会引入非常大的噪声干扰。为了改善EAST dz/dt信号信噪比,在2014年EAST实验中,我们尝试使用多组单匝环电压信号直接估计dz/dt信号,并用垂直位移控制实验中。实验结果显示,利用单匝环电压信号直接估计的dz/dt值可以实现很好的信噪比。中国聚变工程实验堆CFETR (Chinese Fusion Engineering Test Reactor)目前正在概念设计阶段。本文对CFETR垂直位移不稳定性的控制进行了初步讨论。我们应用RZIP模型构建了CFETR物理模型,计算了其六个典型位形的垂直位移增长率。结果显示,CFETR仅靠真空室结构无法提供足够的被动不稳定性,此时垂直位移增长率在Alfven波时间尺度,必须在真空室内部安放被动板结构。在安放被动板结构后,CFETR垂直位移增长率被降低到～25/s。最后,研究了在真空室内部安放线圈对垂直位移进行主动控制。模拟给出了初始垂直位移为8cm和16cm时,对主动反馈控制电源供电能力要求。当峰值电压和电流为3.8kV、13.3kA/turn时可以满足"safe control"要求,峰值电压和电流为7.5kV、26.5kA/turn时可以满足"robust control"要求。