本发明专利技术涉及一种基于EPICS的四刀狭缝控制系统及其控制方法，其中，所述系统包括上位机；以及连接在所述上位机和第一至第四狭缝电机之间的IOC控制器，其一方面根据所述上位机提供的所述四刀狭缝的口径值和/或口径中心点位置信息以及预设的第一至第四刀片位置与四刀狭缝的孔径以及口径中心点位置的关系模型，计算得到第一至第四刀片的目标位置信息，并根据该第一至第四刀片目标位置信息向所述第一至第四狭缝电机输出相应的控制信号。本发明专利技术在基于实现对狭缝电机的独立驱动的基础上，实现狭缝电机的联动控制，从而调节狭缝口径的大小以及实现口径中心点位置的偏移控制，进而实现了对束流光斑形状的调节，满足了科学实验的物理需求。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于EPICS的四刀狭缝控制系统及其控制方法。
技术介绍
Experimental Physics and Industrial Control System(实验物理和工业控制系统，简称EPICS)软件平台是一个基于网络的分布式控制系统，是世界上大型加速器等科学装置的免费控制软件，它源码公开，可自由下载。上海光源首批7条光束线控制系统全部采用EPICS，建立起标准化的光束线控制系统，这样的系统在国际上也只有少数几个同步辐射装置上应用，在国内更是一项全新尝试。上海光源各线站都有一个白光四刀狭缝、一个或多个精密单色光双刀或四刀狭缝结构。这些狭缝的每个刀片都由一个电机来驱动，如图I所示，四刀狭缝结构包括四个电机，分别命名为第一电机XI、第二电机X2、第三电机Y1、第四电机Y2，这四个电机分别在自己控制的方向上，带动一个刀片做直线一维运动，并在正、负限位开关规定的行程范围内直线运动。另外，正、负限位开关中间的某个位置，还安装了参考点开关，这个开关位置用于寻零，即把电机复位到初始零点位置。同步辐射光束从4个刀片合围成的方形缝隙中穿过。当刀片由彼此远离状态，慢慢相对靠近，直到重叠状态时，光束就由完全通过到逐渐阻挡，最后完全被阻止。一般地，狭缝控制很少单独移动某一个电机，而是进行X方向或Y方向的口径大小控制或口径中心的偏移控制，这就需要同时运动某方向上的两个电机。鉴于这种情况，现在迫切需要开发一种基于EPICS平台下实现的控制系统以满足其工作需求。
技术实现思路
为了解决上述现有技术存在的问题，本专利技术旨在提供一种基于EPICS的四刀狭缝控制系统及其控制方法，以在EPICS平台下实现各类精密四刀狭缝的口径控制和口径中心点偏移控制。本专利技术之一所述的一种基于EPICS的四刀狭缝控制系统，所述四刀狭缝由在XY坐标系上移动的第一至第四刀片围成，其中，所述第一刀片位于X坐标负方向，第二刀片位于X坐标正方向，第三刀片位于Y坐标负方向，第四刀片位于Y坐标正方向，且所述第一至第四刀片的位置分别通过第一至第四狭缝电机控制，所述系统包括上位机；以及连接在所述上位机和第一至第四狭缝电机之间的IOC控制器，其一方面根据所述上位机提供的所述四刀狭缝的口径值和/或口径中心点位置信息以及预设的第一至第四刀片位置与四刀狭缝的孔径以及口径中心点位置的关系模型，计算得到第一至第四刀片的目标位置信息，并根据该第一至第四刀片目标位置信息向所述第一至第四狭缝电机输出相应的控制信号，以控制所述四刀狭缝的口径和/或中心点位置，其另一方面向所述上位机反馈根据从所述第一至第四狭缝电机接收到的第一至第四刀片的实际位置信息，以及根据该第一至第四刀片的实际位置信息和所述关系模型计算得到的四刀狭缝的实际口径值和/或实际口径中心点位置信息。在上述的基于EPICS的四刀狭缝控制系统中，所述IOC控制器包括与所述上位机连接的中央控制单元，其一方面接收所述四刀狭缝的口径值和/或口径中心点位置信息，计算得到所述第一至第四刀片的目标位置信息，其另一方面向所述上位机反馈所述第一至第四刀片的实际位置信息和四刀狭缝的实际口径值和/或实际口径中心点位置信息；以及与所述中央控制单元连接的运动控制单元，其一方面根据所述第一至第四刀片的目标位置信息，向所述第一至第四狭缝电机输出所述控制信号，其另一方面向所述中央控制单元输出从所述第一至第四狭缝电机采集到的第一至第四刀片的实际位置信息。在上述的基于EPICS的四刀狭缝控制系统中，所述中央控制单元通过VME总线与所述运动控制单元连接。在上述的基于EPICS的四刀狭缝控制系统中，所述中央控制单元通过网络与所述上位机通讯连接。在上述的基于EPICS的四刀狭缝控制系统中，所述运动控制单元依次通过信号接口板和电机驱动器与所述第一至第四狭缝电机连接。本专利技术之二所述的一种如上述的基于EPICS的四刀狭缝控制系统的控制方法，包括以下步骤步骤SI，在所述IOC控制器中建立所述第一至第四刀片位置与所述四刀狭缝的孔径以及口径中心点位置的关系模型；步骤S2，所述IOC控制器根据上位机提供的四刀狭缝的口径值和/或口径中心点位置信息以及所述步骤Si中的关系模型，计算得到第一至第四刀片的目标位置信息，并根据第一至第四刀片的电机目标位置信息向所述第一至第四狭缝电机输出相应的控制信号;步骤S3，所述IOC控制器向上位机反馈所述第一至第四刀片的实际位置信息以及根据该第一至第四刀片的实际位置信息以及所述步骤Si中的关系模型计算得到的四刀狭缝的实际口径值和/或实际口径中心点位置信息。在上述的基于EPICS的四刀狭缝控制方法中，所述步骤SI的关系模型包括-(x2+xl)+a = size_x(I)(x2-xl)/2+b = center_x (2)- (y2+yl) +c = size_y(3)(yl-y2)/2+d = center_y (4)其中，xl、x2、yl、y2分别为所述第一至第四刀片的位置信息；size_x为所述四刀狭缝在X坐标方向上的口径值；center_x为所述四刀狭缝在X坐标方向上的口径中心点位置信息；size_y为所述四刀狭缝在Y坐标方向上的口径值；center_y为所述四刀狭缝在Y坐标方向上的口径中心点位置信息；a、b、C、d均为恒量，且分别表示当所述第一、第二刀片均处于初始零点位置时四刀狭缝在X坐标方向上的口径值、当所述第一、第二刀片均处于初始零点位置时四刀狭缝在X坐标方向上的口径中心点的偏移量、当所述第三、第四刀片均处于初始零点位置时四刀狭缝在Y坐标方向上的口径值、当所述第三、第四刀片均处于初始零点位置时四刀狭缝在Y坐标方向上的口径中心点的偏移量。在上述的基于EPICS的四刀狭缝控制方法中，所述关系模型中的恒量a、b、c、d通过外围光学仪器标定计算得到。由于采用了上述的技术解决方案，本专利技术通过中央处理器接收上位机提供的四刀狭缝的口径值和/或口径中心点位置信息，计算出电机位置目标值，并根据计算结果，命令各狭缝电机旋转一定的步数，即，在基于实现对狭缝电机的独立驱动的基础上，实现狭缝电机的联动控制，让各刀片移动到所希望的位置，从而调节狭缝口径的大小以及实现口径中心点位置的偏移控制，进而实现了对束流光斑形状的调节，满足了科学实验的物理需求。本专利技术还具有结构简单，操作方便，且控制精度高，易维护，设计成本低等优点。附图说明图I是狭缝结构及电机位置关系示意图；图2是本专利技术一种基于EPICS的四刀狭缝口径控制系统的结构示意图。具体实施例方式下面结合附图，给出本专利技术的较佳实施例，并予以详细描述。如图I所示，四刀狭缝由在XY坐标系上移动的第一至第四刀片1、2、3、4围成，其中，第一刀片I位于X坐标负方向，第二刀片2位于X坐标正方向，第三刀片3位于Y坐标负方向，第四刀片4位于Y坐标正方向，且第一至第四刀片1、2、3、4的位置分别通过第一至第四狭缝电机Xl、X2、Yl、Y2控制。在本实施例中，定义锯齿墙方向为X坐标正方向，实验大厅为X坐标负方向；棚屋顶为Y坐标正方向，大地为Y坐标负方向。图2所示，本专利技术之一，即一种基于EPICS的四刀狭缝口径控制系统，包括上位机10以及IOC控制器20。IOC控制器20连接在上位机10和第一至第四狭缝电机XI、X2、Yl、Y2之本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘平，张招红，胡纯，米清茹，郑丽芳，
申请(专利权)人：中国科学院上海应用物理研究所，
类型：发明
国别省市：
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