基于逐圈束流位置測(cè)量系統(tǒng)的儲(chǔ)存環(huán)線性和非線性模型標(biāo)定.pdf

1、儲(chǔ)存環(huán)模型標(biāo)定就是通過(guò)對(duì)表征束流線性和非線性運(yùn)行規(guī)律的各項(xiàng)基本物理參量進(jìn)行精確的測(cè)量，并以理論設(shè)計(jì)為目標(biāo)對(duì)實(shí)際儲(chǔ)存環(huán)的磁聚焦結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的校正，從而使儲(chǔ)存環(huán)的性能表現(xiàn)（如光源亮度、束流壽命）達(dá)到理論設(shè)計(jì)的預(yù)期。構(gòu)建一整套系統(tǒng)而又便捷的模型標(biāo)定方法將會(huì)為儲(chǔ)存環(huán)調(diào)試工作提供極大的便利，大大縮短調(diào)試周期，并且能夠保證儲(chǔ)存環(huán)束流最終的運(yùn)行狀態(tài)能夠與理論設(shè)計(jì)目標(biāo)保持高度一致。隨著束流位置測(cè)量系統(tǒng)的發(fā)展，具有逐圈測(cè)量能力的束流位置檢測(cè)器被廣泛的應(yīng)用

2、于儲(chǔ)存環(huán)中，為一些以逐圈束流位置數(shù)據(jù)為分析對(duì)象的線性和非線性模型標(biāo)定方法提供了硬件條件。本論文在簡(jiǎn)要介紹了儲(chǔ)存環(huán)線性和非線性物理參量基本測(cè)量的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)引進(jìn)了以儲(chǔ)存環(huán)逐圈位置數(shù)據(jù)為主要分析目標(biāo)的模型標(biāo)定方法，對(duì)每一種方法的物理原理以及分析過(guò)程都進(jìn)行了詳細(xì)介紹，并且對(duì)各種方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行了理論驗(yàn)證。
　　本論文首先介紹了線性模型標(biāo)定方法。其中閉軌響應(yīng)矩陣擬合方法(LOCO)作為現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外廣泛使用的線性模型標(biāo)定方法，在論文中進(jìn)行了

3、詳細(xì)的介紹。在充分了解LOCO方法基本原理的基礎(chǔ)上，采用合肥光源儲(chǔ)存環(huán)實(shí)測(cè)的閉軌響應(yīng)矩陣、色散函數(shù)以及BPM噪聲等數(shù)據(jù)對(duì)儲(chǔ)存環(huán)的線性光學(xué)參數(shù)進(jìn)行了擬合迭代分析，取得了與理論設(shè)計(jì)值基本相符的結(jié)果。另外還分別引進(jìn)了線性擬合分析方法、模型獨(dú)立分析方法（MIA）和獨(dú)立成分分析方法(ICA)對(duì)儲(chǔ)存環(huán)的線性光學(xué)參數(shù)進(jìn)行標(biāo)定。這三種方法都是不依賴具體的儲(chǔ)存環(huán)磁聚焦結(jié)構(gòu)模型，而是以逐圈位置數(shù)據(jù)為分析對(duì)象的線性模型標(biāo)定方法，可以統(tǒng)稱為模型獨(dú)立的分析方法，

4、在充分掌握這些方法基本物理原理的基礎(chǔ)上，對(duì)每一方法的模型標(biāo)定分析過(guò)程進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。
　　其次對(duì)非線性模型標(biāo)定方法進(jìn)行了全面的介紹。其中色品的校正作為儲(chǔ)存環(huán)非線性磁場(chǎng)存在最主要的原因，以及幅度失諧作為非線性效應(yīng)最主要的表現(xiàn)，在論文中都作了簡(jiǎn)要的介紹和分析。論文重點(diǎn)采用了頻譜擬合分析方法對(duì)儲(chǔ)存環(huán)的非線性模型進(jìn)行標(biāo)定，該方法是標(biāo)準(zhǔn)形式(Normal Form)理論在逐圈束流位置數(shù)據(jù)的應(yīng)用基礎(chǔ)上發(fā)展而來(lái)，根據(jù)Normal Form基本

5、原理，單粒子橫向運(yùn)動(dòng)高階頻譜與非線性共振驅(qū)動(dòng)項(xiàng)具有一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系，而電子儲(chǔ)存環(huán)中多粒子束團(tuán)在綜合考慮解相干(Decoherence)效應(yīng)和輻射阻尼效應(yīng)的情況下，其質(zhì)心的橫向運(yùn)動(dòng)高階頻譜與非線性共振驅(qū)動(dòng)項(xiàng)之間的解析關(guān)系變得極其復(fù)雜，雖然不能直接利用高階頻譜來(lái)解析分析非線性共振驅(qū)動(dòng)項(xiàng)，但是發(fā)展出了利用高階頻譜來(lái)模擬分析非線性模型的頻譜分析方法。本論文首次將該方法應(yīng)用到電子儲(chǔ)存環(huán)中，在充分?jǐn)⑹鲈摲椒ǖ奈锢砝碚摶A(chǔ)以及非線性模型標(biāo)定過(guò)程的基礎(chǔ)上

6、，還詳細(xì)介紹了該方法分析過(guò)程中所涉及到高精度的頻譜分析技術(shù)(NAFF)以及高性能非線性最小二乘優(yōu)化算法（Levenberg-Marquardt算法）等關(guān)鍵處理技術(shù)。
　　最后通過(guò)構(gòu)建儲(chǔ)存環(huán)理論模型對(duì)各種模型標(biāo)定方法進(jìn)行理論驗(yàn)證。儲(chǔ)存環(huán)磁聚焦結(jié)構(gòu)參數(shù)采用合肥光源的理論設(shè)計(jì)值，模擬程序采用AT，并且利用逐元件跟蹤的方式獲取一系列精確的束流逐圈位置數(shù)據(jù)。根據(jù)各個(gè)方法的具體分析過(guò)程，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)地分析，都取得了與理論值基本一致的結(jié)果