基于FPGA的合肥光源工作点测量系统研制
发布时间：2021-06-19 16:17
工作点是储存环十分重要的参数,工作点的大小可以反映储存环能否稳定的运行。目前国内外的大型加速器都有工作点测量系统。对于同步辐射光源的电子储存环而言,由于横向beta振荡的振幅较小,进行工作点测量时通常需要外加激励信号。扫频激励信号和窄带白噪声激励信号是工作点测量中经常用到的激励信号类型,但是不同激励信号类型各有优缺点,满足不同的机器研究。合肥光源现有的工作点测量系统是基于频谱仪的扫频激励测量。本论文充分调研了多个工作点测量系统方案,在综合各个实验方案和了解了相关理论的基础上,提出了由前端电子学、FPGA、ARM和上位机构成的工作点测量系统架构,该系统架构充分发挥了 FPGA的在线可编程特性,可以适应和满足多种不同的机器研究的测量需求。论文首先对工作点测量原理做了简单的介绍,并调研了目前各加速器实验室所采用的工作点测量的技术。论文第三章对基于FPGA的工作点测量系统架构和各个模块的功能以及实现方法做了详细介绍。FPGA功能模块主要包括信号激励,信号采集以及通信模块,信号激励模块包括参数化的扫频激励信号和白噪声激励信号,信号采集部分主要通过FPGA来控制ADC,并将ADC采集得到的数字信号...
【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】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.1.1 合肥光源概述
1.1.2 工作点测量系统的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 扫频法测量工作点
1.2.2 锁相环法测量工作点
1.2.3 束流频谱分析法测量工作点
1.2.4 其它工作点测量方案的介绍
1.3 论文主要内容
第二章 工作点测量相关理论
2.1 横向beta振荡与工作点
2.2 工作点测量原理
2.3 数字信号处理
2.3.1采样过程与采样定理
2.3.2 快速傅立叶变换FFT算法
第三章 HLSⅡ工作点测量系统
3.1 工作点测量系统架构
3.1.1 开发板介绍
3.1.2 ZYNQ-7010芯片简介
3.1.3 AX14总线协议介绍
3.2 前端模块
3.3 FPGA功能模块设计
3.3.1 白噪声信号激励的实现
3.3.2 扫频信号激励的实现
3.3.3 信号采集模块的实现
3.3.4 与ARM通信模块的实现
3.4 ARM处理模块
3.4.1 与FPGA通信模块设计
3.4.2 数据处理模块设计
3.4.3 SOCKET通信模块
3.5 软件界面控制模块
3.6 工作点测量系统的配置
第四章 相关实验结果与分析
4.1 在线实验平台搭建
4.1.1 基于频谱仪的实验平台
4.1.2 基于FPGA的工作点测量系统实验平台
4.2 工作点测量在线实验
4.2.1 基于频谱仪的工作点测量
4.2.2 基于FPGA的工作点测量
4.2.3 对比结果与讨论
第五章 总结与展望
5.1 课题总结
5.2 课题展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]上海光源工作点在线监测系统[J]. 赖龙伟,阎映炳,陈之初,冷用斌. 强激光与粒子束. 2015(04)
[2]上海光源储存环工作点测量系统[J]. 冷用斌,阎映炳,袁任贤,周伟民. 强激光与粒子束. 2010(10)
[3]上海光源增强器工作点测量数据采集系统[J]. 阎映炳,冷用斌,陈永忠,周伟民. 核技术. 2009(09)
[4]HIRFL-CSR Tune值测量系统[J]. 赵铁成,毛瑞士,郑建华,肖国青,夏佳文,原有进,刘勇. 原子能科学技术. 2009(03)
[5]Libera数字束流位置处理器在工作点测量中的应用[J]. 张春晖,孙葆根,曹涌,卢平,李吉浩. 强激光与粒子束. 2006(06)
[6]工作点测量系统在合肥光源中的应用[J]. 孙葆根,高云峰,胡守明. 仪器仪表学报. 2001(05)
[7]合肥光源电子储存环束流闭轨的局部校正[J]. 李京纬,刘祖平,王筠华. 强激光与粒子束. 1998(02)
博士论文
[1]HLS Ⅱ储存环中束流横向四极振荡的激励和测量及相关研究[D]. 吴芳芳.中国科学技术大学 2015
[2]基于束流的准直系统研制及相关研究[D]. 曹涌.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]HLS-Ⅱ储存环工作点测量系统的开发及应用[D]. 郑佳俊.中国科学技术大学 2015
本文编号：3238137
【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】：75 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究意义
1.1.1 合肥光源概述
1.1.2 工作点测量系统的意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 扫频法测量工作点
1.2.2 锁相环法测量工作点
1.2.3 束流频谱分析法测量工作点
1.2.4 其它工作点测量方案的介绍
1.3 论文主要内容
第二章 工作点测量相关理论
2.1 横向beta振荡与工作点
2.2 工作点测量原理
2.3 数字信号处理
2.3.1采样过程与采样定理
2.3.2 快速傅立叶变换FFT算法
第三章 HLSⅡ工作点测量系统
3.1 工作点测量系统架构
3.1.1 开发板介绍
3.1.2 ZYNQ-7010芯片简介
3.1.3 AX14总线协议介绍
3.2 前端模块
3.3 FPGA功能模块设计
3.3.1 白噪声信号激励的实现
3.3.2 扫频信号激励的实现
3.3.3 信号采集模块的实现
3.3.4 与ARM通信模块的实现
3.4 ARM处理模块
3.4.1 与FPGA通信模块设计
3.4.2 数据处理模块设计
3.4.3 SOCKET通信模块
3.5 软件界面控制模块
3.6 工作点测量系统的配置
第四章 相关实验结果与分析
4.1 在线实验平台搭建
4.1.1 基于频谱仪的实验平台
4.1.2 基于FPGA的工作点测量系统实验平台
4.2 工作点测量在线实验
4.2.1 基于频谱仪的工作点测量
4.2.2 基于FPGA的工作点测量
4.2.3 对比结果与讨论
第五章 总结与展望
5.1 课题总结
5.2 课题展望
参考文献
致谢
在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]上海光源工作点在线监测系统[J]. 赖龙伟,阎映炳,陈之初,冷用斌. 强激光与粒子束. 2015(04)
[2]上海光源储存环工作点测量系统[J]. 冷用斌,阎映炳,袁任贤,周伟民. 强激光与粒子束. 2010(10)
[3]上海光源增强器工作点测量数据采集系统[J]. 阎映炳,冷用斌,陈永忠,周伟民. 核技术. 2009(09)
[4]HIRFL-CSR Tune值测量系统[J]. 赵铁成,毛瑞士,郑建华,肖国青,夏佳文,原有进,刘勇. 原子能科学技术. 2009(03)
[5]Libera数字束流位置处理器在工作点测量中的应用[J]. 张春晖,孙葆根,曹涌,卢平,李吉浩. 强激光与粒子束. 2006(06)
[6]工作点测量系统在合肥光源中的应用[J]. 孙葆根,高云峰,胡守明. 仪器仪表学报. 2001(05)
[7]合肥光源电子储存环束流闭轨的局部校正[J]. 李京纬,刘祖平,王筠华. 强激光与粒子束. 1998(02)
博士论文
[1]HLS Ⅱ储存环中束流横向四极振荡的激励和测量及相关研究[D]. 吴芳芳.中国科学技术大学 2015
[2]基于束流的准直系统研制及相关研究[D]. 曹涌.中国科学技术大学 2007
硕士论文
[1]HLS-Ⅱ储存环工作点测量系统的开发及应用[D]. 郑佳俊.中国科学技术大学 2015
本文编号：3238137
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3238137.html
