【摘要】：束流測(cè)量系統(tǒng)是加速器調(diào)試、運(yùn)行和研究中最重要的工具，它主要由測(cè)量束團(tuán)不同參數(shù)的多個(gè)獨(dú)立子系統(tǒng)聯(lián)合構(gòu)成。傳統(tǒng)束測(cè)數(shù)據(jù)分析過程是將每個(gè)探頭作為獨(dú)立設(shè)備分別處理，以完成不同時(shí)刻、位置的不同束流參數(shù)進(jìn)行多次測(cè)量。得到的原始信號(hào)不會(huì)得到有效的利用而僅僅提取出其中的部分信息以進(jìn)行簡(jiǎn)單的加減法，獲得單個(gè)測(cè)量值。但是單個(gè)探頭數(shù)據(jù)質(zhì)量由其自身的性能決定，受限與設(shè)備研制水平和探頭加工狀況，并且單個(gè)探頭測(cè)量結(jié)果無法進(jìn)行置信校驗(yàn)，難以確認(rèn)探頭中的信號(hào)是由于故障產(chǎn)生的，還是受到噪聲干擾，，或者甚至是真實(shí)的需要關(guān)注的束流行為。 本文的物理基礎(chǔ)是將整個(gè)束測(cè)系統(tǒng)作為一個(gè)多探頭的超級(jí)設(shè)備，各類傳統(tǒng)意義上的探頭獲得的原始信號(hào)對(duì)應(yīng)同一次測(cè)量值，通過相關(guān)分析給出最終的測(cè)量結(jié)果，相當(dāng)于將加速器特征函數(shù)(β函數(shù)、η函數(shù)、傳輸矩陣等)作為目標(biāo)函數(shù)，對(duì)所有探頭采集的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行擬合，可以有效地提高原始信息的利用率、提高輸出信息的精度、可靠性及可用性。 研究過程中我們以帶電粒子橫向運(yùn)動(dòng)方程、束團(tuán)電荷量指數(shù)衰變規(guī)律、束團(tuán)分布與束團(tuán)壽命的依賴關(guān)系等作為約束條件，以MIA分析方法為主，對(duì)加速器全局束測(cè)數(shù)據(jù)的不同相關(guān)分析方法進(jìn)行了理論及實(shí)驗(yàn)研究。以上海光源為應(yīng)用對(duì)象，建立了全局束測(cè)數(shù)據(jù)倉庫，對(duì)供光運(yùn)行期間的束流數(shù)據(jù)進(jìn)行了累積，在此基礎(chǔ)上對(duì)束流位置、電荷量、截面尺寸等多種參數(shù)的關(guān)聯(lián)分析方法進(jìn)行了離線的實(shí)驗(yàn)研究，為在線運(yùn)行作準(zhǔn)備，并將關(guān)聯(lián)分析方法的應(yīng)用拓展到了逐束團(tuán)和逐圈數(shù)據(jù)的分析領(lǐng)域。 在上海光源上完成的束流實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，基于BPM逐圈數(shù)據(jù)的在線MIA分析方法可實(shí)時(shí)測(cè)定加速器β函數(shù)及色散函數(shù)，可用于在線診斷BPM探頭故障；基于BPM和信號(hào)及DCCT信號(hào)的相關(guān)函數(shù)分析方法，可以明顯地提高BPM和信號(hào)測(cè)量束流流強(qiáng)的精度；基于束團(tuán)橫向尺寸和束團(tuán)托歇克壽命的關(guān)聯(lián)分析，驗(yàn)證了托歇克因子作為束流運(yùn)行穩(wěn)定性指標(biāo)的可行性，基于此在國(guó)際上首次提出采用托歇克因子作為加速器運(yùn)行穩(wěn)定性的在線監(jiān)測(cè)指標(biāo)；基于逐束團(tuán)逐圈位置數(shù)據(jù)的MIA分析，可有效地提高數(shù)據(jù)信噪比，使示波器IOC在束流不穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用成為可能，在此基礎(chǔ)上對(duì)注入過程中的束團(tuán)瞬態(tài)行為進(jìn)行了分析，首次完成了注入磁鐵漏場(chǎng)的原位分析重建。 全局束測(cè)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析方法的應(yīng)用可以在不升級(jí)硬件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，有效地拓展傳統(tǒng)束測(cè)系統(tǒng)的應(yīng)用范圍，提高數(shù)據(jù)測(cè)量精度，進(jìn)一步提升加速器束流測(cè)量系統(tǒng)的性能。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院（上海應(yīng)用物理研究所）
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TL594

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2698743