【摘要】：合肥光源在經(jīng)過重大維修改造之后,于2015年1月正式投入運行。改造后的光源稱為HLS-Ⅱ。在光源調(diào)試和運行期間,基于物理量控制系統(tǒng)及在其基礎(chǔ)上開發(fā)的上層物理應(yīng)用起到了重要作用�；谖锢砹靠刂葡到y(tǒng)是以物理量作為直接控制對象,實現(xiàn)了對各種加速器元件的物理量(如磁鐵磁場和束流能量等)進行直接操控,進而實現(xiàn)了對儲存環(huán)和束流參數(shù)的直接控制。物理量和工程量的轉(zhuǎn)換在控制系統(tǒng)內(nèi)部實現(xiàn),不同的控制和調(diào)試分析軟件共享數(shù)據(jù),提高了系統(tǒng)的靈活性和數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換效率,很好地滿足了光源調(diào)試和機器研究以及光源運行的需求。論文在調(diào)研當前加速器控制系統(tǒng)以及基于控制系統(tǒng)的物理應(yīng)用的基礎(chǔ)上,研發(fā)了HLS-II基于物理量控制系統(tǒng)；介紹了該系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu),并從“物理量與工程量之間的轉(zhuǎn)換”、“物理記錄間同步”和“不同功能模塊的硬件共享”三個方面詳細描述了它的基本原理和功能；給出了該系統(tǒng)的性能測試結(jié)果,結(jié)果表明該系統(tǒng)完全可以滿足光源調(diào)試和運行的需要。在基于物理量控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開發(fā)了多種上層物理應(yīng)用。論文詳細介紹了其中幾個典型的應(yīng)用,即儲存環(huán)Lattice標定和束流光學參數(shù)校正、注入器與儲存環(huán)能量匹配和儲存環(huán)插入元件Lattice補償、儲存環(huán)束流閉軌反饋。利用校正鐵和BPM測量的響應(yīng)矩陣所包含的信息進行了HLS-Ⅱ Lattice標定和光學參數(shù)校正。在此過程中,采用LOCO進行Lattice擬合,并利用HLS-Ⅱ控制系統(tǒng)中“不同功能模塊的硬件共享”功能來同時實現(xiàn)儲存環(huán)Lattice校正,使得儲存環(huán)的實際Lattice很好地和理論模型吻合。利用HLS-Ⅱ控制系統(tǒng)“物理記錄間同步”功能進行了注入器和儲存環(huán)的能量匹配,方便了光源的調(diào)試；利用HLS-Ⅱ控制系統(tǒng)中“不同功能模塊的硬件共享”功能進行儲存環(huán)插入元件的Lattice補償,消除了插入件對儲存環(huán)光學參數(shù)的影響,降低了插入件的非線性效應(yīng)。儲存環(huán)束流軌道穩(wěn)定性是同步輻射光源的一項重要性能指標,提高束流軌道穩(wěn)定性也是HLS-Ⅱ調(diào)束軟件的主要任務(wù)。論文從束流閉軌校正的原理和方法、校正鐵電源穩(wěn)定性對束流軌道的影響、束流閉軌反饋目標軌道的測量、以及反饋軟件的開發(fā)等方面介紹HLS-Ⅱ束流閉軌反饋系統(tǒng)。束流閉軌反饋使全環(huán)軌道的穩(wěn)定性大幅提高,使得束流軌道長期穩(wěn)定性4μm (RMS),接近三代同步輻射光源水平。本論文開發(fā)的HLS-Ⅱ基于物理量控制系統(tǒng),在國內(nèi)首次實現(xiàn)了對加速器元件物理量的直接控制。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的上層物理應(yīng)用已在HLS-Ⅱ調(diào)試期間發(fā)揮了重要作用,也為HLS-Ⅱ的穩(wěn)定、高品質(zhì)運行提供著必要保證。
【學位授予單位】：中國科學技術(shù)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TL594
【圖文】：

統(tǒng)的復雜性Ｗ及基于ＶＭＥ的控制器性能的局限性，儲存環(huán)各種元件是通過５個逡逑ＩＯＣ邋（ＲＮ任ｗｅｓｔ，邋ＲＮＧ：ｅａｓｔ，邋ＲＮＧ：ｎｏｒｔｈ，ＲＮＧ：ｓｃｍｔｈ邋和邋ＲＮ任ｏｒｂｉｔ）來進行控制逡逑的，如圖１－３－１所示。儲存環(huán)的能量ＲＮＧ：ＥＮＧ存在于ＲＮ任ｗｅｓｔ內(nèi)。在每個ＩＯＣ逡逑內(nèi)都有一個克隆的能量ＲＮＧ：ＥＮＧ：ｘｘｘｘ（ｘ：描Ｘ分別表示ｗｅｓｔ、ｅａｓｔ、ｎｏｒｔｈ、ｓｏｕｔｈ逡逑和ｏｒｌ卿。當ＲＮＧ：ＥＮＧ改變時，系統(tǒng)通過ＦａｎＯｕｔ記錄的Ｆｏｒｗａｒｄ邋ｌｉｎｋ來觸發(fā)不逡逑同ＩＯＣ內(nèi)的克隆能量隨之改變。而克隆能量改變后，將會通過ｆｏｒｗａｒｄ邋ｌｉｎｋ來觸逡逑發(fā)一組事件記錄（ｅｖｅｎｔｒｅｃｏｒｄ）來發(fā)出一組不同優(yōu)先級別的事件來觸發(fā)各種相關(guān)逡逑記錄的處理。事件優(yōu)先級別是依據(jù)不同加速器元件的重要性來確定的。如二極鐵逡逑和四極鐵優(yōu)先級最高，六極鐵次之，校正鐵和其他輔助線圈再次等。這種能量逡逑ｒａｍｐ機制在光源的實際運行中實現(xiàn)了儲存環(huán)能量的平滑、快速改變，滿足了實逡逑驗用戶的需求。逡逑ＲＮＧ：ＥＮＧ逡逑Ｆｏｒｗａｒｄ逡逑，Ｉ￣￣＾￣￣邐Ｉ邐＿￣￣Ｉ逡逑ＲＮ邋伍邋ＥＮＧ：ｗｅｓｔ邋…ＲＮＧ：ＥＮＧ：ｎｏｒｔｈ邋…ＲＮＧ：巨ＮＧ：ｏｒｂ邋化逡逑ｉ邐ｉ邐Ｉ逡逑Ｅｖｅｎｔ邐Ｅｖｅｎｔ邐Ｅｖｅｎｔ逡逑．衍．邐ＴＴＴ逡逑物理量記錄邐物理量記錄逡逑Ｔ邐Ｔ逡逑工程量記錄邐工程量記錄逡逑Ｔ邐Ｔ逡逑硬件設(shè)備Ｉ邐Ｉ硬件設(shè)備逡逑圖１－３－１邋Ｄｕｋｅ基于物理量控制流程圖逡逑在ＤＦＥＬ控制系統(tǒng)中

逑巧邋Ｃｏｒｒｔｒｏｌ逡逑圖２－２－６邋ＨＬＳ－ＩＩ儲存環(huán)四極鐵功能劃分示意圖逡逑ＢＰＭ邐Ｇｏｒｂ邐［一Ｌｏｃａｌ—＇逡逑邐±邐邋邐Ｉ邐逡逑ＸｂＰＭ邐Ｘｇｏｒｂ逡逑Ｗ邐邋Ｔ邐逡逑Ａｄｊｕｓｔｅｄ邋Ｏｒｂｉｔ逡逑邐＾邋Ｆ邋邐邐邐逡逑Ｔａｒｇｅｔ邋Ｏｒｂｉｔ邋４－邐逡逑邐ｉ邐逡逑Ｏｒｂｉｔ邋Ｆｅｅｄｂａｃｋ逡逑圖２－２－７邋ＨＬＳ－ｎ儲存環(huán)巧合軌道位置功能劃分示意圖逡逑ＨＬＳ－ＩＩ儲存環(huán)閉合軌道位置功能劃分如圖２－２－７所示。為了實現(xiàn)儲存環(huán)閉合逡逑軌道的全環(huán)反饋和局部調(diào)整，合肥光源儲存環(huán)閉合軌道位置劃分為ＢＰＭ讀值、逡逑黃金軌道及局部調(diào)整幾個功能塊。攻ＰＭ讀值是直接從束測系統(tǒng)獲得。黃金軌逡逑道采用基于束流的方法測量四極鐵中也、（Ｂｅａｍ邋Ｂａｓｅｄ邋Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，邋ＢＢＡ）得逡逑到。局部調(diào)整主要用于在黃金軌道的基礎(chǔ)上手動調(diào)整軌道反饋的目標軌道，從而逡逑獲得局部凸軌或局部調(diào)整軌道角度。逡逑２５逡逑

邐第章ＨＬＳ－ＩＩ基于物理量控制系統(tǒng)邐逡逑基于物理量控制系統(tǒng)中，能量是主要的調(diào)節(jié)參數(shù)，為了方便光源的調(diào)試和運逡逑行，對光源的不同部分定義與其對應(yīng)的能量。由于直線加速器每段能量不同，對逡逑直線加速器我們采用分段控制，根據(jù)不同的能量段來分別控制四極鐵的聚焦強弱。逡逑直線加速器的能量段定義為：逡逑Ａ０：為Ｂｕｎｃｈｅｒ與第一個等梯度加速段Ａ１間的電子束能量；逡逑Ａ１：等梯度加速段Ａ１和Ａ２間的電子束能量；逡逑Ａ２：等梯度加速段Ａ２和Ａ３間的電子束能量；逡逑Ａ４：等梯度加速段Ａ４和Ａ５間的電子束能量；逡逑Ａ６：等梯度加速段Ａ６和Ａ７間的電子束能量；逡逑Ａ８：等梯度加速段Ａ８后的電子束能量；逡逑由于等梯度加速段Ａ３和Ａ４，等梯度加速段Ａ５和Ａ６，等梯度加速段Ａ７和逡逑Ａ８間沒有任何磁鐵，所Ｗ這幾段等梯度加速段間的能量可暫時不考慮，見圖２－逡逑３－２。逡逑ＩｊｉｉｒＫｈｒａ邋Ａ１邐Ａ２邐Ａ３邐Ａ４邐訪邐ＡＣ邐Ａ７邐ＡＳ邋跑邋0邋曲：ＳＭ逡逑－邐邐——■邋■邋■—－逡逑

【引證文獻】

相關(guān)碩士學位論文 前2條

1 吳文波;合肥光源高次諧波腔控制系統(tǒng)開發(fā)及相關(guān)應(yīng)用研究[D];中國科學技術(shù)大學;2018年

2 曾慶波;基于EPICS的HLS-Ⅱ輻射劑量監(jiān)測系統(tǒng)開發(fā)[D];中國科學技術(shù)大學;2017年

本文編號：2789827