重離子加速器數(shù)字電源實時控制方法的研究與實現(xiàn)
【學位單位】:中國科學院研究生院(近代物理研究所)
【學位級別】:博士
【學位年份】:2014
【中圖分類】:TL56
【部分圖文】:
言 第一章 引言器科學背景州重離子加速器(HIRFL-CSR)是一個大科學工程裝置,一種國際上、核科學與技術等領域進行研究的重要平臺,該裝置的布局如圖 1束流不僅種類多、品質(zhì)高,而且能量范圍寬可調(diào)。該裝置的科學目,包括:滴線核的研究、高溫高密度條件下核物質(zhì)性質(zhì)研究;介子物理研究、高離化態(tài)(高 Z)原子物理研究、重離子束相關的應用研究[1]用研究包括了重離子束深層治癌研究,材料輻照等領域。
方案一 方案二 方案三圖 2-1 加速器數(shù)字電源控制系統(tǒng)方案圖 2-1 所示方案一,是一種集成化的控制方案,位于電源上的控制器集成了本地控制、上層控制的功能,直接接入以太網(wǎng)絡,減少了通信環(huán)節(jié)?刂破魃弦话惆度胧讲僮飨到y(tǒng),F(xiàn)PGA 可編程邏輯電路。本課題中,治癌專用裝置及 ADS 項目的數(shù)字電源控制方案選擇方案一,其電源控制器是一種基于 Altera公司 FPGA 并嵌入 32bit 處理器(NIOSII 軟核)的可編程偏上系統(tǒng)(SOPC)方案?删幊唐舷到y(tǒng)是一種特殊的嵌入式系統(tǒng),具有靈活的設計方式,可裁減、可擴充、可升級,具備軟硬件在系統(tǒng)編程能力。ALTERA 公司的 SOPC 技術提供以NIOSII(32-bit 處理器)和實時多任務操作系統(tǒng)為中心的軟件設計技術及豐富的 IP Core,這使 FPGA 靈活的硬件設計與處理器的強大軟件功能有機地結(jié)合在一起,從而可實現(xiàn)軟硬件協(xié)同設計。作為一種集成化的控制方案,方案一的優(yōu)點:1)集成了電源本體控制、
提高加速器技術、提升加速器性能必須要解決的問題。 同步性同步性是指多臺重離子加速器脈沖電源在加速運行需要的時刻同時號并同時輸出所需電流波形的能力,其時間同步誤差一般在 us 級別2。由于加速器電源不是單個運行的個體,而是需要由加速器控制系統(tǒng)夠統(tǒng)一運行的整體,所以電源的同步控制對于整個加速器電源系統(tǒng)非常關鍵。重離子加速器電源的主要作用是用來形成偏轉(zhuǎn)磁場的,性能也直接影響束流品質(zhì)。例如:注入引出電源,注引 BUMP 等電源性不好,就會損失束流或影響束流的品質(zhì)。與傳統(tǒng)的模擬電源不同 FPGA 的電源數(shù)字控制器能接收同步觸發(fā)信號,也就是說能把同步觸為電源主體的一部分,由電源數(shù)字控制器實現(xiàn)。對于重離子同步加統(tǒng)而言,電源的同步性能一般要求不大于 10us。
【共引文獻】
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本文編號:2878949
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