1 中国科学院 上海应用物理研究所 嘉定园区，上海 201800；中国科学院大学，北京 100049
2 中国科学院 上海应用物理研究所 嘉定园区，上海 201800
针对质子治疗装置中主环动态电源多平台能量的引出需求，研制了基于开源平台的高速实时动态电源控制系统，该控制系统以开源平台Beaglebone作为顶层硬件接口，以现场可编程逻辑门阵列（FPGA）为核心的控制器作为底层硬件接口，采用分布式的实验物理及工业控制系统（EPICS）进行远程控制。该系统可实时传输任意动态电源的输出参考电流波形数据，并结合定时系统与联锁系统，控制动态电源按预设电流波形进行输出，并实现多平台能量的引出。实验结果显示该控制系统能实现每秒最高十万条指令传输，百万次数据传输零误码率。同时，该系统结构灵活、扩展性强，可作为通用控制平台。
质子治疗 电源控制 Beaglebone GPMC FPGA proton therapy power supply control Beaglebone GPMC FPGA 强激光与粒子束
2020, 32(4): 045108
1 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
2 中国科学院大学, 北京 100049
介绍了中国高能同步辐射光源验证装置（HEPS-TF）中超导3W1扭摆磁铁控制系统的设计。该控制系统主要包括电源控制系统和低温信号监测系统。整个控制系统基于实验物理及工业控制系统（EPICS），其硬件结构以串口服务器为核心，将接口转换为标准的RS232/485接口。软件方面，通过应用StreamDevice设备驱动模块开发了基于Modbus协议的EPICS驱动，缩短了设备驱动的开发周期。上层控制界面采用嵌入了EPICS Qt框架的Qt Creator开发，增强了其灵活性。目前控制系统的离线测试已完成。
中国高能同步辐射光源验证装置 电源控制系统 低温信号监测系统 实验物理及工业控制系统 HEPS-TF power supply control system cryogenic monitor system EPICS 强激光与粒子束
2018, 30(8): 085107
1 中国科学院 等离子体物理研究所, 合肥 230031
2 中国科学技术大学, 合肥 230027
设计了一个基于实验物理及工业控制系统(EPICS)实时测控的伺服电源控制器, 并将其插入现有脉冲电源测试。该电源控制器采用死区时间调制(DTM)技术伺服跟踪外部控制信号以连续调节所需输出电流, 这可确保开关管工作在近似零电流关断的状态下,开关损耗小, 电源效率高。对该电源及其控制器原理进行了介绍, 对DTM法进行了理论分析与研究, 并通过Matlab仿真和实验验证了其原理的正确性和可行性。
数字脉冲电源控制器 死区时间调制法 Tokamak电源技术 Matlab仿真 digital pulse power supply controller EPICS experimental physics and industrial control system dead time modulation method Tokamak power supplier Matlab simulation 强激光与粒子束
2018, 30(2): 025002
1 中国科学院 高能物理研究所, 北京 100049
2 北京无线电测量研究所, 北京 100049
为了提高产品的可靠性，并且在电子设备发生故障时迅速地确定故障源，保障设备的正常运行，基于多信号流模型的诊断建模方法，在多信号流基础上引入了以故障重要先验知识为主的多信号流故障诊断策略，通过引入故障模式的故障概率改进了多信号流诊断技术。该方法已应用于BEPCⅡ磁铁电源接口控制设备故障诊断系统，使用TEAMS测试工具箱建模实现了快速准确的故障诊断和定位，提高了磁铁电源控制设备的故障诊断检测率和隔离率，并且可以方便地扩展到其他设备和系统上。
粒子加速器 故障诊断 多信号流模型 磁铁电源控制 particle accelerator fault diagnosis multi-signal flow model magnet power supply control TEAMS TEAMS toolbox 强激光与粒子束
2017, 29(7): 075101
1 中国科学院 近代物理研究所, 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院, 北京 100049
针对重离子加速器部分电源的控制要求, 进行了分析研究, 提出并实现了一种实时、高效、多功能的控制系统。该系统基于数字信号处理器(DSP)和两片现场可编程门阵列(FPGA)芯片相结合的核心处理构架, 在系统后端利用PXI总线接口配合FPGA来与工控机箱中的系统控制器和其他控制组件进行大批量数据交互; 系统前端利用直接数字频率合成器、模数转换器和数模转换器等器件结合DSP和FPGA中的控制算法及相应控制机制来实现对不同电源控制参数的处理和功率的输出; 平台中两组光纤模块也与FPGA相配合实现对同步触发事例等实时数据的收发和调试。
重离子加速器 数字信号处理 现场可编程门阵列 电源控制 heavy ion accelerator digital signal processing field programmable gate array power supply control
1 中国科学院 近代物理研究所， 兰州 730000
2 中国科学院 研究生院， 北京 100049
设计了一种应用于兰州重离子加速器注入器的电源控制器，该控制器基于微处理器ATmega128，结合MAX7000系列的复杂可编程器件和RTL8019AS网关芯片来实现对电源系统的控制，并通过RS-232总线实现与上位机的串口通信。应用结果表明,该控制器具有良好的通用性、灵活性、可远程控制及性能稳定等特点，实现了注入器磁铁电源10-4量级的幅度稳定性，使注入器引出的束流强度、束流品质、束流稳定性和供束效率等得到很大的提高。
NUT/OS操作系统 束流 微控制器 复杂可编程器件 数模转换器 电源控制 NUT/OS operating system beam microcontroller complex programmable logic device digital-to-analog converter power control
中国工程物理研究院,应用电子学研究所,四川,绵阳,621900
介绍了当前国内外大型加速器实验室采用的主流控制系统软件开发工具EPICS的总体结构和特点,主要介绍了ASYN结构和特点,以及对使用ASYN软件包建立磁铁电源串口设备支持模块进行的研究,并将其应用于中国工程物理研究院驱动自由电子激光的30 MeV直线加速器磁铁电源控制系统中.同时还具体介绍了磁铁电源控制系统的结构以及系统软件设计,为直线加速器控制系统的建设做好准备工作.使用EPICS开发工具建立的加速器控制系统可以满足实验要求的高可靠性和高稳定性,从而为自由电子激光实验提供高品质束流.
加速器 加速器分布式控制系统 磁铁电源控制系统 ASYN软件包 设备支持模块 EPICS
