基于粒子群优化算法的电子储存环磁聚焦结构设计与优化
发布时间：2021-07-23 15:40
对于同步辐射光源,电子储存环磁聚焦结构（lattice）设计与优化中的参数直接决定着其主要性能。电子储存环lattice设计与优化工作可分为线性lattice设计与非线性lattice优化两部分。对于同步辐射光源,线性lattice设计的主要目标是获得尽量低的电子束流自然发射度与满意的线性光学函数,以主要提高同步辐射亮度；非线性lattice优化的主要目标是获得足够大的动力学孔径与可以接受的动量孔径,以提高束流注入效率以及增加束流寿命。本论文将快速搜索全局最优解的粒子群优化算法应用于电子储存环lattice设计与优化,并提出一些相关方法。首先应用全局扫描法得到了合肥光源改造储存环线性lattice解与参数数据库,从而方便了lattice研究,并筛选出了几个具有较好线性参数与非线性表现的lattice候选解。接着应用粒子群优化算法同样研究了合肥光源改造储存环线性lattice。先通过与全局扫描法的对比,表明了粒子群优化算法可以用于高效率地搜索线性lattice的全局最优信息；之后应用粒子群优化算法研究了多变量情况下的合肥光源改造储存环超周期结构lattice,结果表明其lattice灵活...
【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】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 同步辐射
1.2 电子储存环
1.3 论文工作研究现状
1.4 论文工作内容与创新点
第2章 电子储存环单粒子横向动力学
2.1 电子横向运动方程及其解
2.2 电子横向运动的主要参数
2.2.1 Courant-Snyder参数
2.2.2 色散函数
2.2.3 动量紧缩因子
2.2.4 工作点
2.2.5 自然发射度
2.2.6 自然色品
2.3 电子储存环磁聚焦结构设计与优化的主要方法
2.3.1 最小发射度
2.3.2 -Ⅰ变换
2.3.3 李代数方法
2.3.4 单共振方法
2.3.5 辛积分
2.3.6 频率映射分析
2.3.7 智能优化算法
第3章 全局扫描法在合肥光源改造储存环中的应用
3.1 合肥光源及其改造简介
3.1.1 合肥光源简介
3.1.2 合肥光源改造简介
3.2 全局扫描法应用于HLS-Ⅱ储存环
3.2.1 全局扫描法及计算参数
3.2.2 HLS-Ⅱ储存环lattice设计与优化
3.2.3 HLS-Ⅱ储存环波荡器亮度相关的lattice设计与优化
3.3 小结
第4章 粒子群优化算法及其在电子储存环线性磁聚焦结构设计中的应用
4.1 粒子群优化算法介绍
4.2 约束处理与多目标优化
4.2.1 约束处理
4.2.2 多目标优化
4.3 粒子群优化算法应用于HLS-Ⅱ储存环
4.3.1 自然发射度的优化
4.3.2 长直线节水平beta函数研究
4.3.3 超周期结构lattice研究
4.4 小结
第5章 粒子群优化算法在电子储存环非线性磁聚焦结构优化中的应用
5.1 动力学孔径与动量孔径简介
5.1.1 动力学孔径简介
5.1.2 动量孔径简介
5.2 粒子群优化算法优化动力学孔径
5.2.1 动力学孔径量化判据
5.2.2 谐波六极铁的优化
5.2.3 色品六极铁的优化
5.2.4 多圈与少圈策略
5.2.5 SSRF储存环动力学孔径优化
5.3 粒子群优化算法同时优化动力学孔径与动量孔径
5.3.1 动量孔径量化判据
5.3.2 SSRF储存环动力学孔径与动量孔径优化
5.4 寻找质量较好的动力学孔径方法
5.5 小结
第6章 定位方法
6.1 引言
6.2 定位方法介绍
6.3 定位方法应用于HLS-Ⅱ储存环
6.4 小结
第7章 色品六极铁对优化方法
7.1 逐步补偿色品方法
7.1.1 逐步补偿色品方法介绍
7.1.2 应用于HLS-Ⅱ储存环
7.1.3 讨论
7.2 带色品补偿路径的色品六极铁对优化方法
7.2.1 带色品补偿路径的色品六极铁对优化方法介绍
7.2.2 应用于HLS-Ⅱ储存环
7.2.3 讨论
7.3 无色品补偿路径的色品六极铁对优化方法
7.3.1 无色品补偿路径的色品六极铁对优化方法介绍
7.3.2 应用于HLS-Ⅱ储存环
7.4 具有最少对数的色品六极铁对优化方法
7.5 小结
第8章 总结
参考文献
致谢
在读期间论文发表情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]Towards the ultimate storage ring: The lattice design for Beijing Advanced Photon Source[J]. 徐刚,焦毅. Chinese Physics C. 2013(05)
[2]上海光源储存环磁聚焦结构设计(英文)[J]. 刘桂民,戴志敏,李浩虎,廖怡,徐毅,姜伯承,后接,赵振堂. 高能物理与核物理. 2006(S1)
本文编号：3299570
【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】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 引言
1.1 同步辐射
1.2 电子储存环
1.3 论文工作研究现状
1.4 论文工作内容与创新点
第2章 电子储存环单粒子横向动力学
2.1 电子横向运动方程及其解
2.2 电子横向运动的主要参数
2.2.1 Courant-Snyder参数
2.2.2 色散函数
2.2.3 动量紧缩因子
2.2.4 工作点
2.2.5 自然发射度
2.2.6 自然色品
2.3 电子储存环磁聚焦结构设计与优化的主要方法
2.3.1 最小发射度
2.3.2 -Ⅰ变换
2.3.3 李代数方法
2.3.4 单共振方法
2.3.5 辛积分
2.3.6 频率映射分析
2.3.7 智能优化算法
第3章 全局扫描法在合肥光源改造储存环中的应用
3.1 合肥光源及其改造简介
3.1.1 合肥光源简介
3.1.2 合肥光源改造简介
3.2 全局扫描法应用于HLS-Ⅱ储存环
3.2.1 全局扫描法及计算参数
3.2.2 HLS-Ⅱ储存环lattice设计与优化
3.2.3 HLS-Ⅱ储存环波荡器亮度相关的lattice设计与优化
3.3 小结
第4章 粒子群优化算法及其在电子储存环线性磁聚焦结构设计中的应用
4.1 粒子群优化算法介绍
4.2 约束处理与多目标优化
4.2.1 约束处理
4.2.2 多目标优化
4.3 粒子群优化算法应用于HLS-Ⅱ储存环
4.3.1 自然发射度的优化
4.3.2 长直线节水平beta函数研究
4.3.3 超周期结构lattice研究
4.4 小结
第5章 粒子群优化算法在电子储存环非线性磁聚焦结构优化中的应用
5.1 动力学孔径与动量孔径简介
5.1.1 动力学孔径简介
5.1.2 动量孔径简介
5.2 粒子群优化算法优化动力学孔径
5.2.1 动力学孔径量化判据
5.2.2 谐波六极铁的优化
5.2.3 色品六极铁的优化
5.2.4 多圈与少圈策略
5.2.5 SSRF储存环动力学孔径优化
5.3 粒子群优化算法同时优化动力学孔径与动量孔径
5.3.1 动量孔径量化判据
5.3.2 SSRF储存环动力学孔径与动量孔径优化
5.4 寻找质量较好的动力学孔径方法
5.5 小结
第6章 定位方法
6.1 引言
6.2 定位方法介绍
6.3 定位方法应用于HLS-Ⅱ储存环
6.4 小结
第7章 色品六极铁对优化方法
7.1 逐步补偿色品方法
7.1.1 逐步补偿色品方法介绍
7.1.2 应用于HLS-Ⅱ储存环
7.1.3 讨论
7.2 带色品补偿路径的色品六极铁对优化方法
7.2.1 带色品补偿路径的色品六极铁对优化方法介绍
7.2.2 应用于HLS-Ⅱ储存环
7.2.3 讨论
7.3 无色品补偿路径的色品六极铁对优化方法
7.3.1 无色品补偿路径的色品六极铁对优化方法介绍
7.3.2 应用于HLS-Ⅱ储存环
7.4 具有最少对数的色品六极铁对优化方法
7.5 小结
第8章 总结
参考文献
致谢
在读期间论文发表情况
【参考文献】：
期刊论文
[1]Towards the ultimate storage ring: The lattice design for Beijing Advanced Photon Source[J]. 徐刚,焦毅. Chinese Physics C. 2013(05)
[2]上海光源储存环磁聚焦结构设计(英文)[J]. 刘桂民,戴志敏,李浩虎,廖怡,徐毅,姜伯承,后接,赵振堂. 高能物理与核物理. 2006(S1)
本文编号：3299570
本文链接：https://www.wllwen.com/projectlw/hkxlw/3299570.html
