合肥光源逐束團(tuán)數(shù)字反饋系統(tǒng)控制及相關(guān)研究.pdf

1、用戶需要光源能夠持續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行并提供高亮度，高質(zhì)量的輸出，但光源的運(yùn)行狀態(tài)受到多種因素的影響，其中以各種不穩(wěn)定性為主，尤其是耦合束團(tuán)不穩(wěn)定性。橫向逐束團(tuán)反饋系統(tǒng)是當(dāng)前世界上各大加速器普遍采用的關(guān)鍵技術(shù)，用于克服橫向束團(tuán)不穩(wěn)定性。其中數(shù)字反饋技術(shù)相比模擬反饋，因?yàn)楹?jiǎn)潔可靠，搭建與調(diào)試方便，分析手段多樣，所以世界各大高能實(shí)驗(yàn)室正越來(lái)越多地青睞數(shù)字反饋系統(tǒng)，或是直接采用數(shù)字反饋技術(shù)或是將模擬反饋再升級(jí)至數(shù)字反饋。合肥光源反饋系統(tǒng)就是從模擬反饋升

2、級(jí)到了數(shù)字反饋系統(tǒng)。
　　 合肥光源目前在200Mev注入，800Mev運(yùn)行，采用八極鐵輔助注入。但是眾所周之，八極鐵不僅增加了注入過程的非線性效應(yīng)，而且明顯減少了動(dòng)力學(xué)孔徑。HLS升級(jí)改造完成后，要求發(fā)射度由170nm·rad降低到30nm·rad，將使得八極鐵抑制不穩(wěn)定性不可再利用，因此進(jìn)一步開發(fā)利用數(shù)字反饋系統(tǒng)，使其更好地用于抑制束流不穩(wěn)定性，對(duì)于保證光源正常運(yùn)行有著重大意義。
　　 本文主要介紹了基于現(xiàn)有數(shù)字反饋

3、系統(tǒng)所開發(fā)的控制系統(tǒng)及圍繞此系統(tǒng)開展的相關(guān)工作和研究，完成工作主要由數(shù)字系統(tǒng)軟件控制平臺(tái)，數(shù)據(jù)處理程序，時(shí)鐘系統(tǒng)，反饋效果模擬幾部分組成。
　　 控制系統(tǒng)基于MATLAB構(gòu)造，采用動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)(DLL)封裝了對(duì)處理器的基本操作，通過對(duì)處理器寄存器讀寫，實(shí)現(xiàn)直觀快速的控制；同時(shí)控制系統(tǒng)有著極強(qiáng)的可擴(kuò)展性，只要是通過FPGA寄存器實(shí)現(xiàn)的控制，經(jīng)過簡(jiǎn)單的MATLAB語(yǔ)句編寫，調(diào)用基本控制函數(shù)，就可以實(shí)現(xiàn)各種組合后的復(fù)雜功能，避免了系統(tǒng)功

4、能的僵化。
　　 對(duì)處理器ADC采樣所得束流數(shù)據(jù)，及時(shí)利用數(shù)據(jù)處理程序進(jìn)行分析，得到束流相空間，振蕩模式圖等信息，可用作束流不穩(wěn)定性分析的輔助依據(jù)，并采用NAFF等方法計(jì)算工作點(diǎn)，實(shí)時(shí)顯示，觀察工作點(diǎn)變化的趨勢(shì)。時(shí)鐘系統(tǒng)采用自開發(fā)的時(shí)鐘電路板，能夠輸出低抖動(dòng)，高精度的LVDS信號(hào)，作為數(shù)字反饋系統(tǒng)的采樣時(shí)鐘，進(jìn)一步穩(wěn)定數(shù)字反饋系統(tǒng)的工作效果。利用MATLAB AT工具箱簡(jiǎn)單進(jìn)行了不同增益下束流理論反饋效果的模擬實(shí)驗(yàn)。