一种基于连续闭环模式的回旋加速器优化启动方法技术

本发明专利技术公开了一种基于连续闭环模式的回旋加速器优化启动方法，该方法包括：初始化准备工作，进入连续闭环模式下的低功率调谐状态并实现低功率状态下的调谐闭环；进入连续闭环模式下的脉冲搜索状态并实现脉冲搜索状态下的调谐闭环；进入连续闭环模式下的功率提升状态并实现功率提升状态下的幅度闭环；进入连续闭环模式下的正常运行状态并实现正常运行状态下的腔压平衡。本发明专利技术通过预调谐点提高了腔体的品质因数：在二个提高功率的阶段之前都采用了预调谐方式。使得进入脉冲搜索状态、提高功率时能够做到给腔体的输入的功率最大，腔体反射回来的功率最小；使得进入功率提升状态时能够做到给腔体的输入的功率最大，腔体反射回来的功率最小。来的功率最小。来的功率最小。

【技术实现步骤摘要】
一种基于连续闭环模式的回旋加速器优化启动方法


[0001]本专利技术涉及回旋加速器高频低电平系统设计技术，具体涉及一种基于连续闭环模式的回旋加速器优化启动方法。

技术介绍

[0002]高Q值回旋加速器高频腔启动过程有二个任务：一方面要躲过次级电子倍增效应区域，因为次级电子倍增效应会限制高频系统的功率提升；一方面还要找到调谐点，因为调谐点找不到，同样会限制高频系统的功率提升，而高频系统功率不能提升到预定值，则高频腔启动后就不能给粒子加速。所述调谐点就是高频腔体的频率和高频信号的频率达到一致。
[0003]现有技术采取的第一种方法：只完成上述一个任务，并非先找到调谐点，而是直接利用脉冲搜索的方式跨越多电子效应区域，在脉冲搜索过程中低电平控制系统输出一系列功率较高的短脉冲，同时控制调谐电容做往复运动追踪腔体谐振点。但这种方式要求跨越多电子效应区域的落脚点、也就是启动脉冲的点必须在调谐点附近，如果在偏离谐振点启动，由于调谐电容做往复运动的范围有限，可能会因为无法搜索到谐振点导致系统无法正常启动。
[0004]现有技术采取的第二种方法：先本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于连续闭环模式的回旋加速器优化启动方法，其特点是，包括以下步骤：步骤一、初始化准备工作1)建立回旋加速器低电平系统的一键启动流程；2)建立CPU状态机，状态机状态为S0～S4；步骤二、进入连续闭环模式下的低功率调谐状态并实现低功率状态下的调谐闭环；步骤三、进入连续闭环模式下的脉冲搜索状态并实现脉冲搜索状态下的调谐闭环；步骤四、进入连续闭环模式下的功率提升状态并实现功率提升状态下的幅度闭环；步骤五、进入连续闭环模式下的正常运行状态并实现正常运行状态下的腔压平衡。2.根据权利要求1一种基于连续闭环模式的回旋加速器优化启动方法，期特征在于：所述步骤二的进入连续闭环模式下的低功率调谐状态并实现低功率状态下的调谐闭环，具体过程如下：1)低电平调制输出模块向加速器腔体输入一个低电平连续信号，该低电平连续信号驱动加速器腔体，通过取样电缆从加速器取样获得调谐模块的腔体正向信号Forward、腔体取样信号Pickup1、腔体取样信号Pickup2；2)腔体取样信号Pickup2三公分后，一路经过微分电路用作打火检测判断，另外二路，一路经过检波器检波后用作幅度闭环判断，另一路信号经过检波器1和脉冲转连续电路后输出连续信号，将连续信号输入到与门和CPU进行与运算，与运算结果输出低电平；3)低电平信号给到高频开关1、高频开关2、高频开关3；4)高频开关1、高频开关2选择连接放大器一路，保证信号能够进入鉴相器鉴相范围；高频开关3选择连接14db衰减器一路，保证低电平连续信号输出的电压还未到达腔体的次级电子倍增效应区域；5)从鉴相器引出的ADC模拟信号与所述调谐参数设置值进行减法运算，并将运算结果一路通过ADC发送给数字控制器，另一路发送到调谐比较器；6)当调谐比较器判断腔体频率和高频信号频率达到一致时，输出调谐闭环信号PhaseOK给CPU，实现低功率调谐状态下调谐闭环，进入脉冲搜索阶段。3.根据权利要求1一种基于连续闭环模式的回旋加速器优化启动方法，期特征在于：所述步骤三的进入连续闭环模式下的脉冲搜索状态并实现脉冲搜索状态下的调谐闭环，具体过程如下：1)CPU接到低功率调谐状态下的调谐闭环信号PhaseOK后，其强制转换信号ForceCW输出为1,；2)腔体取样信号Pickup2三公分后，一路经过微分电路用作打火检测判断，另外二路，一路经过检波器检波后用作幅度闭环判断，另一路信号经过检波器1和脉冲转连续电路后输出占空比逐渐展宽的脉冲，将占空比逐渐展宽的脉冲信号输入到与门和CPU进行与运算，与运算结果输出占空比逐渐展宽的脉冲信号；3)该占空比逐渐展宽的脉冲信号发送给高频开关3，同时发送给高频开关1、2；4)高频开关3根据占空比逐渐展宽的脉冲信号，采取对应的在脉冲高电平时选择3db衰减器一路，在脉冲低电平时选择14db衰减器一路，从而实现低电平输出脉冲信号展宽；调谐模块的高频开关1、高频开关2根据占空比逐渐展宽的脉冲信号，在脉冲高电平信号选择衰减器一路，在脉冲低电平时选择放大一路；由于脉冲搜索状态下功率提高，功率提高后的腔
体正向信号Forward、腔体取样信号Pickup1通过衰减器进入鉴相器；5)鉴相器引出的ADC模拟信号与所述调谐参数设置值进行减法运算，并将运算结果一路通过ADC发送给数字控制器，另一路发送到调谐比较器；6)当调谐比较器判断腔体频率和高频信号频率达到一致时，输出调谐闭环信号PhaseOK给CPU，实现脉冲搜索状态下的调谐闭环，进入功率提升状态，并且关闭调谐比较器。4.根据权利要求1一种基于连续闭环模式的回旋加速器优化启动方法，期特征在于：所述步骤四的进入连续闭环模式下的功率提升状态并实现功率提升状态下的幅度闭环，具体过程如下：1)CPU接到功率搜索状态下的调谐闭环信号PhaseOK后，其强制转换信号ForceCW输出为1；2)腔体取样信号Pickup2三公分后，一路经过微分电路用作打火检测判断，另外二路，一路经过检波器检波后用作幅度闭环判断，另一路信号经过检波器1和脉冲转连续电路后输出高电平连续信号，将该连续信号输入到与门和CPU进行与运算，与运算结果输出高电平连续...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟雪儿，殷治国，汪洋，黄鹏，杨芳迪，宋琦琪，
申请(专利权)人：中国原子能科学研究院，
类型：发明
国别省市：