快校正磁铁电源是光源和加速器中重要的设备。随着光源性能的提升，加速器对快校正磁铁电源的性能也提出了更高要求。为满足快校正磁铁电源性能要求和简化设计过程，开展了快校正磁铁电源控制策略和仿真研究，并提出了PI控制加二阶相位补偿的方法作为快校正磁铁电源的控制策略；利用伯德图设计快校正磁铁电源的相位补偿参数，以提高电源系统相位裕量。该方法不仅保证了电源系统工作在深度负反馈状态，而且简化了相位补偿的参数计算过程。为了验证控制策略的正确性和有效性，提出用压控电压源代替开关器件开展电源性能仿真的方法。仿真结果验证了上述控制策略的可行性和有效性，同时验证了上述仿真方法的有效性和高效性。

针对目前多极磁铁孔径越来越小的发展趋势，搭建了一种基于单根伸展线法（Single Stretched Wire Method，SSWM）的磁测系统，该系统的主要优势是测量域所需空间小且运动模式灵活。基于该系统的优势及四极磁铁磁场分布的特点，尝试使用双曲线轨迹对四极磁铁靠近其四个极头的区域进行了扫描测量，并根据矢势在测量点分布的特性，提出了一种全新的数据分析方法，用以分析四极磁铁的梯度积分和高阶场误差。用该系统对一孔半径为11 mm、梯度大于100 T·m^-1的四极磁铁进行测量，测量结果表明高阶场误差测量重复性好于±1.5×10^-4，能满足小孔径高梯度四极磁铁的磁场测量要求。

环形正负电子对撞机（CEPC）是一台周长100 km，最高能量为120 GeV的双环对撞机。为了满足不同能量粒子从增强器注入到对撞环，针对W和Z能量模式设计了对撞环离轴注入系统，用于实现束流的累积。为了提高注入效率，兼容不同注入能量，不同束流填充模式，同时尽可能减少注入过程中冲击磁铁对其它束团的扰动，要求对撞环离轴注入冲击磁铁系统是一个上升时间和下降时间小于200 ns，脉冲底宽调节范围为440～2420 ns的梯形波脉冲放电系统。和常见的集中参数型冲击磁铁相比，分布参数型冲击磁铁具有更优越的动态响应特性，适合产生一个前沿更加陡峭、波形更为理想的梯形波脉冲。根据CEPC的束流注入物理需求，完成了一台分布参数型冲击磁铁的物理设计和结构设计，并采用了PSpice和Opera程序进行模拟仿真。设计结果表明：冲击磁铁由26级LC单元结构叠装而成，磁铁总长为1018 mm，磁有效长度为942 mm；在[−20，20] mm磁铁孔径内，磁场强度为0.042 1 T，磁场均匀性优于±0.2%；冲击磁铁系统总上升时间（10%～90%）为193 ns，下降时间（90%～10%）为191 ns。理论分析、PSpice程序和Opera程序模拟均验证了磁铁设计方案的可行性。

对三种常用结构的270°偏转磁铁进行系统的分析研究，采用数值计算和模拟方法对双磁铁不对称偏转结构、三块90°磁铁偏转结构和70°+130°+70°偏转结构这三种不同的270°偏转磁铁系统进行模拟，给出偏转系统的消色散传输条件，并且分析了束流包络在偏转系统和出口管道中的变化情况。经过分析对比，详细列出了三种结构的优势与劣势。双磁铁不对称结构适用于医用加速器，三块90°磁铁偏转结构适用于需要在出口长距离漂移的辐照加速器，而70°+130°+70°偏转结构可以满足出口一定距离的无损漂移，同时实现相对较低的成本，是工业辐照加速器较为经济适宜的选择。

轨道校正是加速器束流调节最基本的步骤之一，也是目前各加速器实验室共同面对的问题之一。在传统方法中，线性代数工具被应用于各种类型的响应矩阵，以解决响应矩阵的奇异性等问题。提出一种基于机器学习的加速器轨道校正方法，可以避免处理响应矩阵的问题通过直接读取BPM数据和校正磁铁强度值实时构建机器学习模型快速地对轨道进行修正。对机器学习的轨道校正方法进行了介绍，并从数学公式、算法模型、在模拟和真实数据上的测试等方面对该方法进行了讨论。结果表明，在误差范围内该方法能有效的对加速器束流轨道进行校正。

研究了近代物理研究所为哈尔滨工业大学（HIT）空间环境地面模拟装置(SESRI)研制的扫描磁铁的振动，通过试验，使用激光位移传感器采集扫描磁铁上关键点的振幅，对比振幅分析影响振动的因素。试验数据显示，当电流为450 A、频率小于140 Hz时，振动平缓；磁铁整体振动随输入电流频率升高与电流增大而增强，电流频率为磁铁振动的主要影响因素；磁铁内带阻尼性材料部分的振幅明显小于其他部分。同时哈尔滨工业大学扫描磁铁采用的线圈铁芯浇筑一体结构设计，振动明显减小。结论证明磁铁机构与工艺的合理设计能有效减振。

基座作为磁铁支架的基础，其制作工艺以及与地面连接固定方式的不同将影响磁铁与支架的稳定性。基于先进光源对磁铁支撑系统稳定性的极高要求，开展了基座安装浇筑实验，选取工程上常用的几种混凝土施工工艺，制作统一外形尺寸的实验件，通过锤击法逐一测试其固有频率，评估其稳定性，得到二次灌浆可有效提高稳定性、环氧基灌浆料获得的稳定性优于水泥基灌浆料等结论。基于固有频率测试结果，以HEPS支撑系统为例分析了不同的基座安装方式对系统模态的影响。