【摘要】：射頻四極場加速結構使用電場同時實現(xiàn)對帶電粒子的縱向群聚和橫向聚焦,可用于從離子源中發(fā)出的低能粒子,常被用作高能加速器的注入器或者低能強流加速器的前級加速器。RFQ腔內加載電磁波后,電磁場會在RFQ表面產生電流,腔壁及腔翼表面均會因為功率熱損耗造成溫度升高,從而發(fā)生變形,引發(fā)腔體的失諧,造成功率饋送效率損失和束流品質下降。RFQ動態(tài)調諧一般是通過控制腔翼和腔壁上冷卻水的水溫來實現(xiàn)的,但是受水溫變化速率限制,升能過程要花費數(shù)十分鐘。低電平控制系統(tǒng)是加速器高頻系統(tǒng)的重要組成部分,它一方面穩(wěn)定高頻腔內的加速場的幅度和相位,另一方面對高頻腔進行調諧控制。在保障束流質量和加速器安全穩(wěn)定運行方面都有非常重要的作用。為了方便RFQ老練和調試過程中的功率提升,本文設計了一個使用直接數(shù)字合成技術和鎖相環(huán)技術的RFQ低電平控制系統(tǒng),該系統(tǒng)可以同時實現(xiàn)對RFQ諧振頻率的動態(tài)跟蹤與幅相反饋控制。即使冷卻水沒有達到熱平衡,RFQ也可以加載功率并形成加速場。課題完成了信號處理板卡的調試和功能測試。包括前期功能驗證板卡和低電平數(shù)字信號處理板卡的功能,調試和整體硬件方案。諧振升壓頻率跟蹤算法的設計部分包括了主要功能芯片:AD9858直接數(shù)字合成器和AD9520時鐘信號發(fā)生器的控制算法以及數(shù)字信號的采樣和處理。諧振升壓功能的實現(xiàn)需要以閉環(huán)反饋控制為基礎,反饋控制環(huán)路包括頻調環(huán)路和幅相控制環(huán)路。為了進行基于模擬腔的功能測試,設計了運行在Stratix II DSP開發(fā)板上的FIR濾波器并且搭建測試平臺。測試結果表明:該方案能在對虛擬腔諧振頻率進行跟蹤的同時,實現(xiàn)±0.5%的幅度穩(wěn)定度和±0.5o的相位穩(wěn)定度。
【學位授予單位】：中國科學院大學(中國科學院上海應用物理研究所)
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TL503.3
【圖文】：

不等電極間距的電四極幾何形狀

圖 1.1: 不等電極間距的電四極幾何形狀電壓處于最大值時，假定電極間距的變化是正弦形的，水平和垂直電極的相位差。那么中軸上會產生大小是正弦分布的電場，電勢的極大值在的極值處，電場的極大值在兩個電極間距極值點的中央，也就是四個電等的地方。

圖 1.3：RFQ 極尖形狀來源于四個電極上的電荷而磁場變化所產對射頻信號波長是小量時，我們可以使用準何形狀不是嚴格周期性的，不過當速度隨加分析可以將幾何形狀近似為周期性的。相對處 m 被稱為調制參數(shù)。一個單元長度是 β相鄰兩個單元的縱向電場方向相反[3]。是加速器高頻系統(tǒng)的重要組成部分，它一方位，另一方面對高頻腔進行調諧控制。在保面都有非常重要的作用。

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4 吳瑜;RFQ加速器末端場及其對粒子運動的影響[J];北京大學學報(自然科學版);1999年05期

5 歐陽華甫,徐韜光,關遐齡,羅紫華,許文武;RFQ加速器的電磁場研究(英文)[J];中國核科技報告;2001年00期

6 吳瑜;RFQ加速器電極參數(shù)的計算[J];北京大學學報(自然科學版);1999年03期

7 王文燕;孫劍萍;;關于“算法設計與分析”課程的教學探討與實踐[J];中國電力教育;2010年S2期

8 高麗萍;彭敦陸;鄧桂英;陳慶奎;;面向企業(yè)應用的“算法設計與分析”課程建設改革探索[J];中國電力教育;2011年20期

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2 馬鷹俊;李立強;崔保群;蔣渭生;;強流RFQ注入束流參數(shù)的測量[A];2006全國荷電粒子源、粒子束學術會議論文集[C];2006年

3 方家馴;郭之虞;李緯國;郭菊芳;于茂林;陸元榮;高淑麗;顏學慶;于金祥;宋執(zhí)中;任曉堂;陳佳洱;;RFQ加速器在離子注入中的應用[A];2004全國荷電粒子源、粒子束學術會議論文集[C];2004年

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5 楊盤洪;朱軍祥;趙建安;楊靜;;機動目標跟蹤的模糊變結構交互多模算法[A];2007'中國儀器儀表與測控技術交流大會論文集（二）[C];2007年

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10 李皓;羅熊;;云存儲部署優(yōu)化的進化算法設計[A];2013年中國智能自動化學術會議論文集（第三分冊）[C];2013年

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本文編號：2774661