基于MicroTCA的自動頻率控制系統

唐興海　劉亞娟　張俊強　李 林　顧 強（中國科學院上海應用物理研究所 嘉定園區　上海 20800）2（中國科學院大學　北京 00049）

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基于MicroTCA的自動頻率控制系統

唐興海1，2劉亞娟1張俊強1李 林1顧 強1
1（中國科學院上海應用物理研究所 嘉定園區上海 201800）2（中國科學院大學北京 100049）

高品質的束流是產生高品質同步輻射光或自由電子激光的關鍵，電子直線加速器作為同步輻射光源的注入器，其性能表現直接影響到束流品質。為降低噪聲（溫度變化、機械振動等）的干擾，本文研究和實現了一個通用、魯棒、高效、可擴展性好的電子直線加速器低電平控制系統。目前已經實現了自動頻率控制（Automatic Frequency Control， AFC）功能，更多控制功能將會陸續實現。該系統基于MicroTCA，選用實驗物理與工業控制系統（Experimental Physics and Industrial Control System， EPICS）架構，采用C/C++開發，利用PID （Proportion-Integral-Differential）算法和最小二乘法，能夠采用兩種不同的方法進行自動頻率控制。在巴西Sirius光源直線加速器實驗裝置上對該控制系統進行調試和測試，結果表明，兩種AFC方法都是有效的，且存在明顯差異，未來將進一步優化和完善。

電子直線加速器，MicroTCA，實驗物理與工業控制系統，自動頻率控制，最小二乘法，PID算法

作為該工程項目的一個重要組成部分，本文研究和實現了一個通用、魯棒、高效、可擴展性好的電子直線加速器低電平控制系統。該系統基于MicroTCA，采用添加了控制算法庫的 EPICS （Experimental Physics and Industrial Control System）架構，欲實現的控制功能包括自動頻率控制（Automatic Frequency Control， AFC）、前饋控制（速調管線性化，矢量調制器校準，束流負載的補償）、基于束流的反饋控制。目前AFC的工作已經完成，能夠采用兩種不同的方法，利用 PID （Proportion-Integral-Differential）算法，進行頻率自動控制。……