基于束流的準直系統(tǒng)研制及相關(guān)研究

《基于束流的準直系統(tǒng)研制及相關(guān)研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。

1、中國科學技術(shù)大學博士學位論文基于束流的準直系統(tǒng)研制及相關(guān)研究姓名：曹涌申請學位級別：博士專業(yè)：核技術(shù)及應(yīng)用指導教師：何多慧;孫葆根20070401中國科學技術(shù)大學學位論文相關(guān)聲明本人聲明所呈交的學位論文，是本人在導師指導下進行研究工作所取得的成果。除已特別加以標注和致謝的地方外，論文中不包含任何他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻均已在論文中作了明確的說明。本人授權(quán)中國科學技術(shù)大學擁有學位論文的部分使用權(quán)，即：學校有權(quán)按有關(guān)規(guī)定向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱，可以將學位論文編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描

2、等復(fù)制手段保存、匯編學位論文。保密的學位論文在解密后也遵守此規(guī)定。作者簽名：基于束流的準直系統(tǒng)研制及相關(guān)研究基于柬流的準直系統(tǒng)研制及相關(guān)研究摘要穩(wěn)定的束流軌道對于同步輻射電子儲存環(huán)非常重要。本文研制的基于束流準直系統(tǒng)為合肥光源電子儲存環(huán)提供了穩(wěn)定的參考軌道，并且在研制過程中對軌道的不穩(wěn)定性進行了相關(guān)的實驗和分析。另外，通過對基于束流準直系統(tǒng)所使用的數(shù)字束流位置處理器Libera應(yīng)用的拓展，進行了一系列束流測量與診斷的實驗。在電子儲存環(huán)中，當束流偏離四極鐵的磁中心時，束流軌道由于四極磁場的作用力而產(chǎn)生擾動：同時四極鐵電源的不穩(wěn)定也將對束流軌道產(chǎn)生影響。為了提高束流的穩(wěn)定性和束流品質(zhì)，人們往

3、往希望能夠準確的測量四極鐵的磁中心位置，并且校正束流軌道以使其通過四極鐵的磁中心。在合肥光源電子儲存環(huán)中，束流位置處理器(BPM)緊靠四極鐵安裝，因此可以使用BPM標定四極鐵的磁中心的位置，所采用的技術(shù)是基于束流準直技術(shù)(BBA)。由于合肥光源電子儲存環(huán)的BPM與四極鐵共享支撐但擁有一定的活動冗余，因此它們之間出現(xiàn)相對位置變化的可能性較大，四極鐵的磁中心的位置測量尤顯重要。基于束流準直技術(shù)可以通過直流K調(diào)制和交流K調(diào)制兩種方案實現(xiàn)。使用直流K調(diào)制方法，為了保證軌道變化BPM能夠分辨，必須保證較大的K調(diào)制率，這將對束流帶來較大的擾動，進而給測量結(jié)果帶入較大誤差；另一方面，四極鐵的磁滯現(xiàn)象也

4、很大程度影響了測量的準確度。當K調(diào)制率為1．5％左右時，使用直流K調(diào)制方法的誤差為100／an(RMS)。針對直流K調(diào)制，本文根據(jù)其原理進行分析，對數(shù)據(jù)處理方法以及實現(xiàn)方法進行了一系列討論，并做出了相應(yīng)的優(yōu)化。．交流K調(diào)制的方法可以在較小的K調(diào)制率(O．5％)下工作，測量亦不會受到四極鐵磁滯現(xiàn)象的影響。本文研制了一套采用交流K調(diào)制的基于束流準直系統(tǒng)，解決了大電流調(diào)制、微機控制接口、束流位置信號采集和信號處理等問題。在對該系統(tǒng)的實驗中，對四極鐵磁中心的測量誤差為20舯(RMS)。利用基于束流準直系統(tǒng)已對合肥光源束基磁中心偏移進行了測量，在束流軌道慢反饋系統(tǒng)中發(fā)揮了重要作用。合肥光源電子儲存

5、環(huán)的束流軌道的不穩(wěn)定性一直以來都表現(xiàn)為軌道的緩慢漂移現(xiàn)象，本文針對這一現(xiàn)象進行了BPM形變、移動和溫度變化等參數(shù)測量的實驗。從實驗結(jié)果的分析中，本文發(fā)現(xiàn)了導致軌道變化的主要原因是BPM真空管的移動，并提出了具有針對性的解決方案。在對基于束流準直系統(tǒng)的研制過程中，本文利用其四極鐵調(diào)制對Beta函數(shù)值進行了測量。本文還對于數(shù)字柬流位置處理器Libera的應(yīng)用進行了研究，基于它的功能搭建了一系列實驗系統(tǒng)，分別進行了工作點測量，阻尼時間測量，相空間測量等不同實驗。在工作點測量實驗中，為了改進束流激勵源，針對合肥光源電子儲存環(huán)設(shè)計了窄帶白噪聲發(fā)生器，利用FPGA和數(shù)模轉(zhuǎn)換電路成功得到窄帶白噪聲并用

6、以激勵束流橫向振蕩。本論文為國家自然科學基金項目(10275062&10675118)資助。．關(guān)鍵詞：基于柬流準直束基磁中心偏移交流K調(diào)制快速傅立葉變換插值數(shù)字鎖相檢測BPM真空管位移光柵尺偽隨機序列窄帶白噪聲基于柬流的準直系統(tǒng)研制及相關(guān)研究基于束流的準直系統(tǒng)研制及相關(guān)研究硼1estabilityoftheelectronbeamorbitisextremelyimportanttothesynchrotronradiationstoragering．Thepaperdevelopedthebeam—basedalignment(BBA)systemwhichsettledthestab

7、lereferenceorbitforthestorageringofHefeiLightSource(HLS)．n磚Experimentsontheinstabilityofthebeamorbit，fromwhichtheSOBI"cesoftheiustabilitywereexpectedtobediscovercd，wasalsoinvolvedinthisPaper．Moreover,thedifferentapplic