先进同步辐射光源特种电源概述

介绍了第四代衍射极限同步辐射光源(DLSR)的发展,DLSR目前处于起步阶段,涉及到很多关键技术。主要讨论了DLSR涉及到的特种电源技术,主要包括注入引出用高压纳秒快脉冲电源、高精度磁铁电源、双极性动态校正电源、大功率速调管调制器等,分别介绍了这些电源的参数要求、关键技术及解决方案。     

机器学习在储存环轨道校正中的应用研究

X射线同步辐射光源,是现代科学研究中最强大的工具之一。位于中国上海的上海光源,是一台能量为3.5 GeV的先进的第三代中能同步辐射光源。第三代同步辐射光源要提供高亮度、高稳定性的同步辐射来满足实验条件要求苛刻的前沿研究,因此对束流的轨道稳定性有很高的要求。为此,采用机器学习算法进行电子束轨道的控制和反馈。这种基于神经网络的轨道校正方法不依赖于具体的响应矩阵,建立非线性映射关系,并且还可以进行连续的在线再训练,对上海光源的轨道校正和提高束流轨道稳定性有重要意义。     

一种快校正磁铁电源设计与仿真

快校正磁铁电源是光源和加速器中重要的设备。随着光源性能的提升,加速器对快校正磁铁电源的性能也提出了更高要求。为满足快校正磁铁电源性能要求和简化设计过程,开展了快校正磁铁电源控制策略和仿真研究,并提出了PI控制加二阶相位补偿的方法作为快校正磁铁电源的控制策略;利用伯德图设计快校正磁铁电源的相位补偿参数,以提高电源系统相位裕量。该方法不仅保证了电源系统工作在深度负反馈状态,而且简化了相位补偿的参数计算过程。为了验证控制策略的正确性和有效性,提出用压控电压源代替开关器件开展电源性能仿真的方法。仿真结果验证了上述控制策略的可行性和有效性,同时验证了上述仿真方法的有效性和高效性。     

第三代同步辐射光源储存环支撑组件振动控制研究

第三代同步辐射光源对束流轨道稳定性要求很高,上海光源是一台在建的第三代光源,束流位置稳定度要求达到微米乃至亚微米级.地基振动会使储存环磁聚焦结构中的各种元件发生机械振动引起随时间变化的束流闭合轨道畸变,影响束流轨道稳定性.上海光源场地振动幅值大,需要研究措施控制机械组件的振动.阻尼减振是一种有效的振动控制方法,针对上海光源储存环机械组件,作者设计了一种阻尼减振方案.试验结果表明,该方案能有效地控制机械组件的振动.这对于保证上海光源的束流稳定性要求有积极意义.     

第三代同步辐射光源储存环支撑组件振动控制研究

第三代同步辐射光源对束流轨道稳定性要求很高, 上海光源是一台在建的第三代光源, 束流位置稳定度要求达到微米乃至亚微米级. 地基振动会使储存环磁聚焦结构中的各种元件发生机械振动引起随时间变化的束流闭合轨道畸变, 影响束流轨道稳定性. 上海光源场地振动幅值大, 需要研究措施控制机械组件的振动. 阻尼减振是一种有效的振动控制方法, 针对上海光源储存环机械组件, 作者设计了一种阻尼减振方案. 试验结果表明, 该方案能有效地控制机械组件的振动. 这对于保证上海光源的束流稳定性要求有积极意义.     

第四代同步辐射光源物理设计与优化

近十年来,世界上开始大力发展第四代同步辐射光源——衍射极限储存环光源。目前我国正在建设或立项建设两台第四代同步辐射光源:高能同步辐射光源和合肥先进光源。从储存环磁聚焦结构设计与优化、束流注入与集体效应等方面,对第四代同步辐射光源的物理设计与优化进行了介绍;对国际范围内第四代储存环光源装置的研制情况进行了介绍。     

上海光源储存环主支撑减振研究

 上海光源是一台在建的第三代同步辐射光源,对束流轨道稳定性要求很高。由磁铁和支架组成的支撑组件的机械稳定性是影响束流轨道稳定性的重要因素。对主支撑组件样机的测试结果表明,其最低共振频率处放大倍数为50左右,超过要求5倍。因此,需要研究相应的减振措施。利用阻尼减振原理设计了一种约束阻尼结构。在样机上的测试结果表明,安装该装置后,支撑组件的共振放大倍数最大可以降低91.8%,对应的功率谱密度的峰值可以降低25 dB。因此,该装置可以用来增加支撑的稳定性。     

CSRm束流累积阶段闭轨校正系统设计

为测量兰州重离子加速器冷却储存环主环(CSRm)束流累积阶段的闭轨畸变并进行闭轨校正,开发了闭轨校正系统,该系统由轨道测量系统、闭轨控制系统和校正磁铁系统构成。轨道测量系统实现对束流轨道的实时监测;闭轨控制系统读取束流轨道信息,然后进行闭轨校正计算,并将计算后的校正值传输给校正磁铁系统;校正磁铁系统通过改变校正电源的值,改变校正磁铁的强度,实现对束流轨道的调整,完成闭轨校正。模拟测试结果表明,束流轨道水平方向的最大畸变由校正前的3.37 mm减小为校正后的0.39 mm,垂直方向的最大畸变由校正前的4.21 mm减小为校正后的0.31 mm。该系统能够实现响应矩阵的自动测量和束流轨道的自动校正,满足设计要求。     

基于MATLAB的HLS束流轨道慢反馈控制系统

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标,直接影响实验线站光通量的稳定性.介绍了在合肥光源储存环上实现束流轨道慢反馈校正的研究与实验工作,目前合肥光源的全环垂直轨道的稳定性为Ay<±30μM,从而使轨道的稳定性达到了国际同类机器先进水平.     

基于MATLAB的HLS束流轨道慢反馈控制系统

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标, 直接影响实验线站光通量的稳定性. 介绍了在合肥光源储存环上实现束流轨道慢反馈校正的研究与实验工作, 目前合肥光源的全环垂直轨道的稳定性为Δy<±30μm, 从而使轨道的稳定性达到了国际同类机器先进水平.     

合肥光源电子储存环束流闭轨的局部校正

在合肥同步辐射装置运行过程中，发生储存环的束流轨道偏移。利用现有设备对束流闭轨的位置进行了多次测量和分析，利用测量数据计算得到校正铁强度与束流位置之间移动的响应矩阵，并利用最小二乘法计算得到三个校正铁凸轨系数，用于束流闭轨的局部凸轨校正，取得了预期的效果。     

基于MATLAB的合肥光源储存环束流轨道校正系统

 闭轨畸变对合肥同步光源的束流质量产生负面影响，因此必须对闭轨畸变进行校正。本文介绍了基于MATLAB的合肥光源储存环束流轨道校正系统的工作原理、开发过程及测试结果。该系统由束流轨道测量系统、校正铁系统和控制系统组成，基于MATLAB开发的束流轨道校正程序运行于操作员界面工作站上。首先对获取的束流轨道数据进行分析和计算，然后通过控制系统改变校正铁电源的电流以改变校正铁磁场强度，从而实现轨道校正。测试结果表明：束流轨道的最大畸变由校正前的4.468 mm下降到校正后的0.299 mm；标准方差（SDEV）由校正前的2.986 mm下降到校正后的0.087 mm。该系统达到了设计目标。     

Analysis and correction of linear optics errors,and operational improvements in the Indus-2 storage ring

Estimation and correction of the optics errors in an operational storage ring is always vital to achieve the design performance. To achieve this task, the most suitable and widely used technique, called linear optics from closed orbit(LOCO) is used in almost all storage ring based synchrotron radiation sources. In this technique, based on the response matrix fit, errors in the quadrupole strengths, beam position monitor(BPM) gains, orbit corrector calibration factors etc. can be obtained. For correction of the optics, suitable changes in the quadrupole strengths can be applied through the driving currents of the quadrupole power supplies to achieve the desired optics. The LOCO code has been used at the Indus-2 storage ring for the first time. The estimation of linear beam optics errors and their correction to minimize the distortion of linear beam dynamical parameters by using the installed number of quadrupole power supplies is discussed. After the optics correction, the performance of the storage ring is improved in terms of better beam injection/accumulation, reduced beam loss during energy ramping, and improvement in beam lifetime. It is also useful in controlling the leakage in the orbit bump required for machine studies or for commissioning of new beamlines.     

Physics design of SSRF synchrotron radiation security

High brightness of SSRF brings about synchrotron radiation security problems, which will be solved in physics design. The main radiations are generated from bending magnets and insertion devices. Since the fact that radiation power and radiating area are different in these two kinds of synchrotron radiation, the arrangements of photon absorbers, diaphragms and other vacuum components need to be treated distinctively. In addition, SSRF interlock protection threshold is defined and the beam orbit in the straight line is limited. Hence, beam orbit in the bending magnets and IDs are also restricted by the threshold. The orbit restriction is calculated and helps us to arrange the vacuum components. In this paper, beam orbit distortion restricted by interlock protection threshold, radiation power, radiation angle and illuminating area are calculated. From the calculation results, the physics designs in manufacture and installation vacuum components are put forward. By commissioning, it is shown that physics requirements are met rigidly in the engineering process.     

4W1磁铁电源控制系统的改造

在北京正负电子对撞机(BEPC)中用于同步辐射~X~光研究的插入件4W1磁铁由主线圈绕组和补偿线圈绕组组成,由两台高精度直流电源(主电源和辅助电源)供电. 2004~年11月, BEPC开机使用的两台主电源和辅助电源是重新设计制造的,采用新的控制接口PSI和控制器PSC进行控制. 这套系统是在~BEPCⅡ磁铁电源控制样机PSC/PSI完成的基础上仅用1个月的时间完成的. 在运行初期经过多次调试和修改后, 安全无故障运行历时4个月,为同步辐射提供两条X光束线,保证了用户顺利地进行实验. 它是第一个投入运行的BEPCⅡ储存环控制系统的一个新系统. 介绍了基于EPICS平台开发的4W1磁铁电源新的控制系统和4W1磁铁 升降流的特点以及控制升降流应用程序的研制.     

嵌入式上海光源EPICS插入件控制系统

插入件是上海光源重要组成设备之一,其控制系统主要由高精度电机运动控制、位置反馈、校正线圈电源控制、前端轨道反馈及人机界面等部分组成。为实现以上功能并无缝接入上海光源EPICS控制系统,设计了基于EPICS的插入件控制系统。在此基础上,利用嵌入式EPICS技术将所有EPICS组件嵌入到一台嵌入式控制器中。嵌入式EPICS技术简化了系统结构,方便用户操作和后期维护。经测试和在线运行,该系统控制功能完整,反馈控制实时性高,束流的稳定性得到了提高,为试验站稳定供光提供了保证。