基于EPICS和差分進化算法的同步輻射光束線智能調束系統(tǒng)

時英智 高 梅 賈文紅 陰廣志 高興宇 杜永華 鄭麗芳

1（中國科學院上海應用物理研究所 上海 201800）

2（中國科學院大學 北京 100049）

3（中國科學院上海高等研究院 上海 201210）

4（Institute of Chemical&Engineering Sciences，A*STAR，Singapore 627833）

5（National Synchrotron Light Source II，Brookhaven National Lab，USA11973）

作為一種尖端的材料表征手段，同步輻射技術已經得到了各領域科研人員的廣泛認可。然而同步輻射光束線機構龐大，結構復雜，為了給用戶提供高品質的實驗光斑，往往需要耗費大量的時間和人力對光束線進行調束優(yōu)化。面對變化的光源點，工作人員需要憑借豐富的調束經驗，對壓彎機構、單色器等設備內的電機在其行程范圍內一一進行調節(jié)，直到實驗站樣品處獲得滿足要求的光通量、光斑形狀和光斑大小等［1］。整個調束過程通常需要若干小時，甚至更長，以致耽誤用戶寶貴的實驗機時。目前上海光源（Shanghai Synchrotron Radiation Facility，SSRF）已有16條光束線站對用戶開放［2］，加上正在建設的二期工程，至2022年將有超過30條光束線站投入運行，其中插入件線站近22條。每年寒暑假shutdown后的重新開機、每兩周一次的機器研究、線站插入件Gap調節(jié)等都會改變儲存環(huán)內電子軌道，導致線站光源點出現(xiàn)變化，從而影響實驗光斑品質。很多情況下這種變化無規(guī)律可循，從而難以快速地將光束線恢復到最優(yōu)狀態(tài)。如何能夠快速地優(yōu)化光束線，這是束線科學家們面對的一個嚴峻挑戰(zhàn)。

光束線設備種類多，影響實驗光斑品質的因素復雜，難以用數(shù)學公式進行建模，因此對光束線進行快速優(yōu)化也是國際上各大實驗室面臨的一個難題。Roberto Pugliese等［3］基于模糊邏輯對光束線進行自動優(yōu)化，但其對運行經驗依賴性強，不能確保得到全局最優(yōu)解；……