用于漂浮电源I/B转换的励磁曲线转换系统技术方案

本发明专利技术涉及励磁曲线转换技术领域，尤指一种用于漂浮电源I/B转换的励磁曲线转换系统；包括以下步骤：当B

【技术实现步骤摘要】
用于漂浮电源I/B转换的励磁曲线转换系统


[0001]本专利技术涉及励磁曲线转换
，尤指一种用于漂浮电源I/B转换的励磁曲线转换系统。

技术介绍

[0002]在加速器领域，通常利用磁场来约束带电粒子在真空管道中的运动，根据带电粒子是做直线运动还是圆周运动以及粒子能量的不同，所需的磁力线和磁场强度也是不同的。各种磁场的产生是通过直流、交流或者脉冲电源为线圈提供所需的电流，励磁曲线通过实际的磁测获得。电源系统能提供的是实时的电流值I，而在物理调束软件中使用的是磁场值B，这就需要一个IOC程序来实时对I和B进行转换，才能实现对带电粒子运行轨道的调节和监测。IOC程序的设计最主要是设计运行时数据库
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EPICS记录文件。I和B的相互转换的逻辑以及计算公式比较复杂，需要带入到公式里计算的测算系数很多，如果靠人工来书写EPICS记录文件，工作量将非常巨大且容易出错，如果更改了程序逻辑或者测算数据，EPICS记录文件又需要全部重写。用于四极磁铁脉冲电源及其漂浮电源是各类加速器常用的电源器，因此在加速器
，尤其是在用于加速器励磁曲线转换的系统中，设计一个能够生成EPICS记录以及实现用于四极磁铁脉冲电源及其漂浮电源I和B自动转换的系统和方法非常必要。

技术实现思路

[0003]本专利技术针对加速器的技术需求，旨在提供一种用于漂浮电源I/B转换的励磁曲线转换系统。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是：用于漂浮电源I/B转换的励磁曲线转换系统，所述的系统将加速器中将物理设定的磁场值转换为电源所需的电流值或者将电源的电流值转换为对应的磁场值，整个系统包括IBConvert程序模块和EpicsDBGenerator程序模块两部分，其中IBConvert程序是标准的EPICS软件IOC，需要一直运行，实现I和B的实时转换；EpicsDBGenerator程序模块用于生成IBConvert程序所需要的DB文件，当电源数量、名称、励磁曲线拟合系数有变动时，需要运行该程序生成新的DB文件；所述系统用于四极磁铁脉冲电源及其漂浮电源时，I/B转换的方法，包括以下步骤：
[0005]当B
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>I转换时，首先应设置主脉冲电源的总磁场值QD
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PS:B
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SET，根据平均的励磁曲线拟合系数计算得到总电流设定值QD
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PS:SetI，再根据此电流以及各自的拟合系数反算各个主四极磁铁的磁场值设定值QD01
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FPS01:B
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SET_All，叠加漂浮电源的磁场设定值后得到新的磁场值QD01
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FPS01:B
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SET_Total，再根据各自的拟合系数计算得到总的电流值，减去主磁铁电源的电流值QD
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PS:SetI后得到漂浮电源电流设定值QD01
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FPS01:SetI并下发给电源远控程序，QD01
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FPS02的电流值从QD01
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FPS01处获取，始终保持一致；
[0006]当I
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>B转换时，首先按一定的周期1秒回读主磁铁电源和漂浮电源实时的电流回采值R:MG:QD
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PS:GetI和QD01
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FPS01:GetI，叠加后得到总的电流回采值QD01
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FPS01:GetI_
Total，根据各自的励磁曲线拟合系数计算得到总磁场回采值，减去各自的主磁场回采值QD01:B得到漂浮电源的磁场回采值QD01
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FPS02:B。
[0007]所述的漂浮电源在进行励磁曲线转换时先设置主磁场的预设值再设置漂浮电源的磁场设定值。
[0008]本专利技术的有益效果：本专利技术的系统可应用于大科学装置中，兼容性强，安装和使用简单，能对用于四极磁铁脉冲电源及其漂浮电源进行实时转换，能够针对用于四极磁铁脉冲电源及其漂浮电源生成EPICS记录以及实现I和B自动转换的系统。
附图说明
[0009]图1是本专利技术中励磁曲线转换系统的整体逻辑连接结构示意图。
[0010]图2是本实施例一中对直流电源励磁曲线转换的逻辑示意图。
[0011]图3是本实施例二中对脉冲波形数据转换逻辑示意图。
[0012]图4是本实施例四中对漂浮电源励磁曲线转换逻辑示意图
具体实施方式
[0013]如图1
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4所示，一种用于加速器励磁曲线转换的系统用于加速器中将物理设定的磁场值转换为电源所需的电流值或者将电源的电流值转换为对应的磁场值，整个系统包括IBConvert程序模块和EpicsDBGenerator程序模块两部分。其中IBConvert程序是标准的EPICS软IOC，需要一直运行，实现I(电流)和B(磁场)的实时转换；EpicsDBGenerator程序模块采用Java应用程序，用于生成IBConvert程序所需要的DB(运行时数据库)文件，当电源数量、名称、励磁曲线拟合系数有变动时，需要运行该程序生成新的DB文件。
[0014]本专利技术中的IBConvert程序模块是根据EPICS规范进行设计，主要包括EPICS(EPICS即“实验物理及工业控制系统”(Experimental Physics and Industrial Control System)，EPICS软件系统中的两个基本机制是通道访问和分布式动态数据库。)记录的设计和处理波形数据的函数设计。其中，EPICS记录是实现I和B转换的核心。根据技术协议中的转换要求和磁铁电源的类型，可以分为四类电源：直流电源、带预设值的脉冲电源、不带预设值的凸轨脉冲电源和带漂浮电源的脉冲电源。EPICS记录的设计也根据电源的分类来进行，设计的DB文件包括：DC.db文件，是实现直流电源I/B转换，漂浮电源除外；PulseWithDC.db文件，是带预设值的脉冲电源I/B转换，四极磁铁脉冲电源除外；InjectionBump.db文件，是不带预设值的凸轨磁铁脉冲电源I/B转换；Quadrupole.db文件，是四极磁铁脉冲电源及其漂浮电源I/B转换；EnergyFactor.db文件，是实现能量因子相关计算和参数设定；iocAdminSoft.db文件，是来源于软件包devIocStats，用于监测IOC运行状态。
[0015]实施例一：用于直流电源的I/B转换
[0016]本实施例中的直流电源包括MEBT(中能束流传输线)、HEBT(高能束流传输线)和环直流电源，漂浮电源除外，原因是漂浮电源的计算方法不同。MEBT和HEBT的磁场需要考虑能量修正，MEBT需要使用负氢离子的静止能量，HEBT需要使用质子的静止能量，为了使生成EPICS DB的JAVA程序便于开发，环上的磁场也引入了能量因子，但其值始终为1，不影响计算结果。
[0017]以直流电源M:MG:HC01
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于漂浮电源I/B转换的励磁曲线转换系统，其特征在于：所述的系统将加速器中将物理设定的磁场值转换为电源所需的电流值或者将电源的电流值转换为对应的磁场值，整个系统包括IBConvert程序模块和EpicsDBGenerator程序模块两部分，其中IBConvert程序是标准的EPICS软件IOC，需要一直运行，实现I和B的实时转换；EpicsDBGenerator程序模块用于生成IBConvert程序所需要的DB文件，当电源数量、名称、励磁曲线拟合系数有变动时，需要运行该程序生成新的DB文件；所述系统用于四极磁铁脉冲电源及其漂浮电源时，I/B转换的方法，包括以下步骤：当B
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>I转换时，首先应设置主脉冲电源的总磁场值QD
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PS:B
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SET，根据平均的励磁曲线拟合系数计算得到总电流设定值QD
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PS:SetI，再根据此电流以及各自的拟合系数反算各个主四极磁铁的磁场值设定值QD01
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FPS01:B
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SET_All，叠加漂浮电源的磁场设定值后得到新的磁场值QD01
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【专利技术属性】
技术研发人员：吴煊，张玉亮，朱鹏，何泳成，王林，薛康佳，傅世年，
申请(专利权)人：中国科学院高能物理研究所，
类型：发明
国别省市：