托卡马克等离子体破裂会对装置造成严重损伤，是ITER及未来聚变堆必须面对和亟待解决的问题之一。等离子体破裂主要是由撕裂模锁模直接诱发的，可以通过共振扰动场控制撕裂模的方法避免锁模破裂。但是该方法还存在一些缺陷：静态共振扰动场对撕裂模有较好的抑制效果，然而容易造成场穿透提前诱发锁模破裂；利用动态共振扰动场控制撕裂模的传统策略是在其反相位上施加扰动场，可是该策略存在相位不稳定性的弊端。针对上述问题，本论文提出了在加速区间内投入双极性调制扰动场控制撕裂模的新策略，并在J-TEXT托卡马克装置上实现了对撕裂模的有效控制。更进一步开展了利用定频动态扰动场反馈控制锁模破裂的实验研究，实现了托卡马克等离子体锁模破裂的避免。
　　本论文提出了利用双极性调制扰动场反馈控制撕裂模不稳定性的新策略，实现了对撕裂模的有效控制。扰动场对撕裂模的加速/减速作用与二者之间的相位差有关。双极性调制扰动场使扰动场与撕裂模之间相位差始终在较小区间内振荡，大幅提高了扰动场的利用率。本论文还基于多道过零检测技术在J-TEXT装置上建立了撕裂模在线检测系统，时间分辨率可达10μs，误差低于10%。开展了利用双极性调制扰动场反馈控制撕裂模的实验研究，结果表明：双极性调制扰动场的利用率高达95%，能够显著加速撕裂模，最大将其频率提高了近70%，实现了对撕裂模的有效控制。
　　本论文进一步利用高频动态扰动场避免了锁模破裂，获得了扰动场参数影响锁模破裂控制效果的规律。利用锁模破裂预警系统，在撕裂模锁模前反馈投入扰动场。适当参数的扰动场能够及时加速撕裂模并对其幅度有所抑制，使得撕裂模始终维持较高频率的转动，从而避免了锁模的发生，成功将等离子体维持到放电结束，实现了破裂避免。本论文还系统地研究了锁模破裂控制效果与动态扰动场参数之间的规律。实验研究发现锁模破裂的控制效果与扰动场强度之间呈现非单调关系：只有扰动场强度超过某一阈值才能避免锁模破裂；但当扰动场强度过强时，破裂控制效果随着扰动场强度增加反而降低。在目前频率范围内，更高频率的定频动态扰动场会将撕裂模幅值抑制到更低水平，从而获得更好的锁模破裂控制效果。
　　本论文在J-TEXT托卡马克上利用双极性调制扰动场实现了对撕裂模的有效控制，进一步利用高频动态扰动场实现了锁模破裂的避免。实验结果具有很高的可重复性，为未来装置上锁模破裂的控制方案提供了重要参考。