【摘要】：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,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,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,對(duì)各個(gè)方法的準(zhǔn)確性進(jìn)行了理論驗(yàn)證。
【圖文】：

束團(tuán)的橫向振蕩脫離了相干性，此時(shí)用束流位置測(cè)量系統(tǒng)測(cè)量到的質(zhì)也位置逡逑就不再保持諧波狀態(tài)，而是直觀地表現(xiàn)為非常強(qiáng)的幅度阻尼效果，即解相干效應(yīng)逡逑口７￣８９］。其表現(xiàn)形式如圖４．１所示：逡逑Ｔｕｒｎ－ｂｙ－ｔｕｍ邋Ｄａｔａ逡逑５００邐１０００邐巧００邐２０００邐巧邋００逡逑Ｉ邐［邐ｒ邐Ｃ邐ｒ邐邐［逡逑如０邐１０００邐巧００邐２０００邐巧邋００逡逑Ｔｕｒｎ邋ｎｕｍｂ即逡逑圖４．１上圖表示單粒子的逐圈位置數(shù)據(jù)，下圖表示多粒子（１０００個(gè)）束團(tuán)的逐逡逑圈質(zhì)也位us數(shù)據(jù)。逡逑束團(tuán)質(zhì)屯、位置發(fā)生阻尼衰減說(shuō)明其橫向振蕩被削弱，那么必然會(huì)直接影響束逡逑６４逡逑

逡逑團(tuán)橫向運(yùn)動(dòng)的頻譜，主要表現(xiàn)為頻譜幅度的減小。其影響程度如圖４．邋２所示：逡逑Ｓｐｅｃｔｒｕｍ逡逑－２邋Ｆ邐ｒ邋ｔ邋ｉ邋＾邐［邋ｃ邋ｃ邋ｃ邋ｐ逡逑１０邐ｒ邐＾逡逑＜Ｄ邐－邐‘Ｉ邋：逡逑Ｅ邐－邐Ｉ邐．逡逑Ｉ邐化邋３ｆｉ邐１逡逑＜邐＾邋Ｉ邐ｉ；邐＇｜邋：逡逑■邋Ｉ邐ｊ邐ｉ｜邐ｊｉ逡逑－０．５邐－０．４邐－０．３邐－０．２邐－０．１邐０邐０．１邐０．２邐０．３邐０．４邐０．５逡逑Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ逡逑Ｓｐｅｃｔｒｕｍ逡逑－２邋Ｐ邐Ｈ邐Ｃ邐Ｃ邐Ｃ邐Ｌ邐［邐Ｃ邐［邐；邐Ｅ逡逑１０邋：逡逑：邐；邐－逡逑甚＇邐＇逡逑Ｉ邋化％’邐Ｉ邋１逡逑＜邐：邋！二逡逑ｒ邐ｉｌｌ邋，邐，邐，邐ｌｉ邐，邐ｉ邐，邐，，邐，邐Ｉ逡逑－０．５邐－０．４邐－０．３邐－０．２邐－０．１邐０邐０．１邐０．２邐０．３邐０．４邐０．５逡逑Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ逡逑圖４．邋２上圖表示單粒子在Ｘ方向上的振蕩頻譜，下圖表示多粒子（１０００個(gè)）束逡逑團(tuán)在Ｘ方向上的振蕩頻譜。逡逑從上圖可Ｗ明顯地看出，束團(tuán)的非線性高階頻譜更加容易受到其逐圈位置信號(hào)衰逡逑減的影響。因此要想準(zhǔn)確的標(biāo)定非線性模型，就必須對(duì)解相干效應(yīng)進(jìn)行充分的了逡逑解和分析。逡逑解相干效應(yīng)產(chǎn)生的核也原因是束團(tuán)中各粒子的振蕩頻率偏移，而造成各粒子逡逑工作點(diǎn)偏移的因素主要如下兩點(diǎn)ＰＷ：逡逑ａ）色品（Ｃｈｒｏｍａｔｉｃｉｔｙ）。逡逑色品的基本物理定義為帶電粒子的橫向王作點(diǎn)偏移隨著該粒子動(dòng)量偏差的逡逑變化趨勢(shì)
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TL594

【共引文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2665256