合肥光源高次谐波腔控制系统开发及相关应用研究
发布时间：2021-01-12 11:27
在合肥光源重大维修改造期间,储存环上安装了一台被动式四次谐波腔（4th harmonic cavity,以下也称为高次谐波腔,High Harmonic Cavity,HHC）,用于改善托歇克（Touschek）寿命以及抑制束团的不稳定性。该腔由其制造商提供的模拟控制模块监测和控制,但是这一控制模式不能满足合肥光源的调试和运行的需求。我们在高次谐波腔模拟控制模块基础上,结合合肥光源控制系统,开发了基于EPICS的控制系统,实现了腔压调节和反馈。并利用该系统进行了 一些相关应用研究。本论文首先介绍了电子在储存环中的纵向运动。相关运动方程对于理解电子在纵向相空间的行为至关重要,也是研究高次谐波腔的物理基础。能量增益和损失是决定电子束在相空间的分布的重要因素。通过调节高次谐波腔与主高频腔的相对相位和腔压比,可以在纵向拉伸或者缩短电子束团。拉伸后的束团具有较小的Touschek效应,可提高束流寿命。其次对合肥光源高次谐波腔远程控制系统进行了全面介绍,详细介绍了高次谐波腔远程控制的软、硬件开发过程,包括各设备选型、接线方式与底层控制程序编写、EPICS IOC数据库开发、人机控制界面开发等。最后...
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＨＬＳ－ＩＩ布局示意图??
到８１９．６ＭＨｚ。在束流出口位置安装了具有较大电损耗的陶瓷材料束流管套，能??够吸收大于管道截止频率的高次模，从而可有效避免耦合束团振荡引起的亮度减??弱。图１．２位合肥光源高次谐波腔的实物照片。??Ｊｋ：．：???－ｒ￣?，?…：’今??ｉｔ?？??議，?／?（－丨丨＃?■??｜ｋ?ｔ?ｊ??图１．２合肥光源高次谐波腔??１．３?国内外高次谐波腔应用现状??进入２１世纪以来，同步辐射光源己历经三代发展，并朝着亮度更高、稳定??性更好的高品质光源方向继续发展。相比前两代光源，第三代光源安装了大量插??入元件（如扭摆磁铁、波荡器等），能够产生发射度极小、亮度极高，可用于高??４??
?ｃｏｕｐｌｅｒ?Ａｂｓｏｒｂｅｒ??图１．３?ＡＰＳ－Ｕ高次谐波腔结构图??图１．３为谐波腔的结构图。外部容器可为单个主频为１．４?ＧＨｚ超导腔提供??４．５Ｋ的液氮，两个射频功率耦合器分别安装在腔体两侧。真空管道的两侧安装??了常温水冷高次模吸收器，其中左侧开口直径为１０?ｃｍ，用于保留主模（１．４?ＧＨｚ，），??右侧开口较小，用于吸收束流管道中的有害高次模。被动式高次谐波腔由环内束??流激励，无需额外功率源，其两个分立式开关旋钮控制着两种工作模式：慢频调??谐杆（ｓｌｏｗ?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?ｔｕｎｅｒ）和可调功率親合器（ａｄｊｕｓｔａｂｌｅ?ＲＦ?ｐｏｗｅｒ?ｃｏｕｐｌｅｒ），从而??保证腔压和相位可由可变频率和负载Ｑ分别调节。??１．４?论文的主要内容与安排??本论文主要开展了以下几个方面的研宄工作：为实现合肥光源髙次谐波腔腔??压远程控制，开发了一套基于ＥＰＩＣＳ的高次谐波腔腔压控制系统：在合肥光源??高次谐波腔远程控制的基础上，开发了基于数字ＰＩＤ的高次谐波腔腔压反馈系统；??最后利用高次谐波腔进行了初步应用研宄。??基于以上研究内容
【参考文献】：
期刊论文
[1]Improving Touschek lifetime and synchrotron frequency spread by passive harmonic cavity in the storage ring of SSRF[J]. Thanapong Phimsen,Bo-Cheng Jiang,Hong-Tao Hou,Shun-Qiang Tian,Man-Zhou Zhang,Qing-Lei Zhang,Zhen-Tang Zhao. Nuclear Science and Techniques. 2017(08)
[2]Calculations of operating schemes for a passive harmonic cavity in HLS-Ⅱ[J]. 樊浩,吴丛凤,刘广超. 中国物理C. 2012(09)
[3]利用约束线性最小二乘法实现合肥光源束流闭轨全环校正和反馈[J]. 宣科,王琳,李川,李为民,王季刚,鲍循,徐宏亮,刘功发,刘祖平. 强激光与粒子束. 2010(01)
[4]Design of a higher harmonic cavity for the SSRF storage ring[J]. 马广明,赵振堂,刘建飞. 中国物理C. 2008(04)
博士论文
[1]HLS-Ⅱ基于物理量控制系统及相关应用研究[D]. 宣科.中国科学技术大学 2015
本文编号：2972768
【文章来源】：中国科学技术大学安徽省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１?ＨＬＳ－ＩＩ布局示意图??
到８１９．６ＭＨｚ。在束流出口位置安装了具有较大电损耗的陶瓷材料束流管套，能??够吸收大于管道截止频率的高次模，从而可有效避免耦合束团振荡引起的亮度减??弱。图１．２位合肥光源高次谐波腔的实物照片。??Ｊｋ：．：???－ｒ￣?，?…：’今??ｉｔ?？??議，?／?（－丨丨＃?■??｜ｋ?ｔ?ｊ??图１．２合肥光源高次谐波腔??１．３?国内外高次谐波腔应用现状??进入２１世纪以来，同步辐射光源己历经三代发展，并朝着亮度更高、稳定??性更好的高品质光源方向继续发展。相比前两代光源，第三代光源安装了大量插??入元件（如扭摆磁铁、波荡器等），能够产生发射度极小、亮度极高，可用于高??４??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]Improving Touschek lifetime and synchrotron frequency spread by passive harmonic cavity in the storage ring of SSRF[J]. Thanapong Phimsen,Bo-Cheng Jiang,Hong-Tao Hou,Shun-Qiang Tian,Man-Zhou Zhang,Qing-Lei Zhang,Zhen-Tang Zhao. Nuclear Science and Techniques. 2017(08)
[2]Calculations of operating schemes for a passive harmonic cavity in HLS-Ⅱ[J]. 樊浩,吴丛凤,刘广超. 中国物理C. 2012(09)
[3]利用约束线性最小二乘法实现合肥光源束流闭轨全环校正和反馈[J]. 宣科,王琳,李川,李为民,王季刚,鲍循,徐宏亮,刘功发,刘祖平. 强激光与粒子束. 2010(01)
[4]Design of a higher harmonic cavity for the SSRF storage ring[J]. 马广明,赵振堂,刘建飞. 中国物理C. 2008(04)
博士论文
[1]HLS-Ⅱ基于物理量控制系统及相关应用研究[D]. 宣科.中国科学技术大学 2015
本文编号：2972768
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/2972768.html
