【摘要】：加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)(ADS)超導(dǎo)直線(xiàn)加速器中,超導(dǎo)半波長(zhǎng)諧振腔被用于加速質(zhì)子束,低電平系統(tǒng)的主要作用是為其提供一個(gè)被調(diào)制的RF信號(hào)。通過(guò)提高低電平系統(tǒng)控制精度與抗干擾能力,使超導(dǎo)腔在復(fù)雜電磁環(huán)境下能滿(mǎn)足超導(dǎo)直線(xiàn)加速器對(duì)超導(dǎo)腔的頻率、幅度與相位的要求,以達(dá)到加速產(chǎn)生高品質(zhì)質(zhì)子束的目標(biāo)。論文首先對(duì)超導(dǎo)直線(xiàn)加速器高頻系統(tǒng)中的低電平相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析,并給出了超導(dǎo)腔的線(xiàn)性傳遞函數(shù)模型,基于此模型,設(shè)計(jì)和分析了PI控制器與控制效果更好的超前滯后補(bǔ)償控制器。同時(shí)給出了超導(dǎo)腔PI控制器參數(shù)整定的方法,此方法在先導(dǎo)專(zhuān)項(xiàng)ADS超導(dǎo)直線(xiàn)加速器的低電平系統(tǒng)中的成功應(yīng)用,提高了現(xiàn)有PI控制器的性能。針對(duì)超導(dǎo)腔頻率穩(wěn)定性要求高的特點(diǎn),本論文對(duì)最小正交分量調(diào)諧方法的控制邏輯和穩(wěn)定性進(jìn)行了分析,并對(duì)這種調(diào)諧控制器的穩(wěn)定性能進(jìn)行了相關(guān)測(cè)試。最終通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析最終驗(yàn)證了調(diào)諧系統(tǒng)的穩(wěn)定性?xún)?yōu)于上一代系統(tǒng)。通過(guò)對(duì)超導(dǎo)腔失諧條件下I環(huán)路和Q環(huán)路的分析,得出由于超導(dǎo)腔帶寬極窄,單輸入單輸出(SISO)控制器不能滿(mǎn)足超導(dǎo)腔在失諧條件下的控制性能要求。利用狀態(tài)空間設(shè)計(jì)了一種更適合超導(dǎo)腔的多輸入多輸出(MIMO)控制器,提高了超導(dǎo)腔失諧條件下的控制器性能。本文研究成果為ADS數(shù)字化低電平控制器的自主研發(fā)提供了一定的理論指導(dǎo),為現(xiàn)有低電平系統(tǒng)的改進(jìn)開(kāi)展了前期預(yù)研,探索出一條可行的技術(shù)路線(xiàn)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院大學(xué)(中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP273;TL53
【圖文】：

引 言第 1 章 引言研究背景加速器驅(qū)動(dòng)次臨界系統(tǒng)（ADS）項(xiàng)目是為了解決核電站中核廢料處理難的運(yùn)而生的，其原理是利用強(qiáng)流質(zhì)子加速器加速高能質(zhì)子束轟擊重金屬靶引裂變反應(yīng)，進(jìn)而產(chǎn)生高通量中子，利用外中子源驅(qū)動(dòng)和維持次臨界堆芯發(fā)的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，使長(zhǎng)壽命放射性核素嬗變?yōu)槎虊勖驘o(wú)放射性核素[1]。下圖是規(guī)劃中的 CiADS（China initiative Accelerator Driven System）系統(tǒng)局。

引 言3圖 1.2 射頻前端原理框圖1.2.2 相位同步技術(shù)相控系統(tǒng)使 RF 信號(hào)的傳輸和帶電粒子的運(yùn)動(dòng)在時(shí)間上相匹配。CIADS 項(xiàng)目對(duì)直線(xiàn)加速器的束流品質(zhì)提出高的要求，為了滿(mǎn)足直線(xiàn)加速器對(duì)束流能量和能散度的設(shè)計(jì)指標(biāo)，必須建立 RF 相位控制系統(tǒng)。相位參考分布系統(tǒng)為所有腔提供了具有低相位噪聲和低相位漂移的相位參考。主振蕩器產(chǎn)生的連續(xù) RF 信號(hào)經(jīng)過(guò)信號(hào)分配器將信號(hào)分成多路信號(hào)饋入同軸參考線(xiàn)，用于提供各腔相位測(cè)量的參考信號(hào)。系統(tǒng)分布圖如下圖所示[7]。

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1 邰春茹;符秀輝;;網(wǎng)絡(luò)遙操作虛擬力反饋控制器的設(shè)計(jì)[J];儀器儀表學(xué)報(bào);2006年S3期

2 張凱;[鵒

本文編號(hào)：2720477