HLS-Ⅱ基于物理量控制系統(tǒng)及相關(guān)應(yīng)用研究.pdf

1、合肥光源在經(jīng)過重大維修改造之后，于2015年1月正式投入運(yùn)行。改造后的光源稱為HLS-Ⅱ。在光源調(diào)試和運(yùn)行期間，基于物理量控制系統(tǒng)及在其基礎(chǔ)上開發(fā)的上層物理應(yīng)用起到了重要作用。
　　基于物理量控制系統(tǒng)是以物理量作為直接控制對(duì)象，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種加速器元件的物理量（如磁鐵磁場(chǎng)和束流能量等）進(jìn)行直接操控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了對(duì)儲(chǔ)存環(huán)和束流參數(shù)的直接控制。物理量和工程量的轉(zhuǎn)換在控制系統(tǒng)內(nèi)部實(shí)現(xiàn)，不同的控制和調(diào)試分析軟件共享數(shù)據(jù)，提高了系統(tǒng)的靈活性和數(shù)

2、據(jù)轉(zhuǎn)換效率，很好地滿足了光源調(diào)試和機(jī)器研究以及光源運(yùn)行的需求。
　　論文在調(diào)研當(dāng)前加速器控制系統(tǒng)以及基于控制系統(tǒng)的物理應(yīng)用的基礎(chǔ)上，研發(fā)了HLS-Ⅱ基于物理量控制系統(tǒng);介紹了該系統(tǒng)的硬件和軟件結(jié)構(gòu)，并從“物理量與工程量之間的轉(zhuǎn)換”、“物理記錄間同步”和“不同功能模塊的硬件共享”三個(gè)方面詳細(xì)描述了它的基本原理和功能;給出了該系統(tǒng)的性能測(cè)試結(jié)果，結(jié)果表明該系統(tǒng)完全可以滿足光源調(diào)試和運(yùn)行的需要。
　　在基于物理量控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上開

3、發(fā)了多種上層物理應(yīng)用。論文詳細(xì)介紹了其中幾個(gè)典型的應(yīng)用，即儲(chǔ)存環(huán)Lattice標(biāo)定和束流光學(xué)參數(shù)校正、注入器與儲(chǔ)存環(huán)能量匹配和儲(chǔ)存環(huán)插入元件Lattice補(bǔ)償、儲(chǔ)存環(huán)束流閉軌反饋。
　　利用校正鐵和BPM測(cè)量的響應(yīng)矩陣所包含的信息進(jìn)行了HLS-Ⅱ Lattice標(biāo)定和光學(xué)參數(shù)校正。在此過程中，采用LOCO進(jìn)行Lattice擬合，并利用HLS-Ⅱ控制系統(tǒng)中“不同功能模塊的硬件共享”功能來同時(shí)實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)存環(huán)Lattice校正，使得儲(chǔ)存環(huán)的

4、實(shí)際Lattice很好地和理論模型吻合。
　　利用HLS-Ⅱ控制系統(tǒng)“物理記錄間同步”功能進(jìn)行了注入器和儲(chǔ)存環(huán)的能量匹配，方便了光源的調(diào)試;利用HLS-Ⅱ控制系統(tǒng)中“不同功能模塊的硬件共享”功能進(jìn)行儲(chǔ)存環(huán)插入元件的Lattice補(bǔ)償，消除了插入件對(duì)儲(chǔ)存環(huán)光學(xué)參數(shù)的影響，降低了插入件的非線性效應(yīng)。
　　儲(chǔ)存環(huán)束流軌道穩(wěn)定性是同步輻射光源的一項(xiàng)重要性能指標(biāo)，提高束流軌道穩(wěn)定性也是HLS-Ⅱ調(diào)束軟件的主要任務(wù)。論文從束流閉軌校正的

5、原理和方法、校正鐵電源穩(wěn)定性對(duì)束流軌道的影響、束流閉軌反饋目標(biāo)軌道的測(cè)量、以及反饋軟件的開發(fā)等方面介紹HLS-Ⅱ束流閉軌反饋系統(tǒng)。束流閉軌反饋使全環(huán)軌道的穩(wěn)定性大幅提高，使得束流軌道長(zhǎng)期穩(wěn)定性4μm(RMS)，接近三代同步輻射光源水平。
　　本論文開發(fā)的HLS-Ⅱ基于物理量控制系統(tǒng)，在國(guó)內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)了對(duì)加速器元件物理量的直接控制。在此基礎(chǔ)上開發(fā)的上層物理應(yīng)用已在HLS-Ⅱ調(diào)試期間發(fā)揮了重要作用，也為HLS-Ⅱ的穩(wěn)定、高品質(zhì)運(yùn)行提供著