核电仿真技术被广泛地应用于反应堆设计、安全分析、独立安全评价、事故缓解措施、控制与保护系统设计与优化、先进主控室设计验证、操作员培训等方面的研究，有效地提高了核电厂的安全性和经济性。为满足液态燃料熔盐堆实时建模与仿真需求，基于实验物理与工业控制系统（Experimental Physics and Industrial Control System，EPICS）的开源、开放式架构，集成了具备实时动态交互功能的液态燃料熔盐堆系统分析程序RELAP5-TMSR和图形化人机交互界面模块，扩展了可视化控制与保护系统模块，开发了适用于液态燃料熔盐堆的开放式实时建模与仿真平台ThorTypography。以熔盐实验堆（Molten Salt Reactor Experiment，MSRE）的启泵、停泵、自然循环和反应性引入实验作为基准题，对ThorTypography平台开展了正确性验证和实时性测试。验证和测试结果表明：ThorTypography实时建模与仿真平台的计算结果和RELAP5-TMSR独立计算结果基本一致，均与MSRE实验数据符合较好；实时性测试数据显示，平台具有良好的实时性能。ThorTypography适用于液态燃料熔盐堆系统实时建模与仿真，能够为熔盐堆设计、运行和安全分析提供有效的支持。

中国散裂中子源加速器上有几百套电源和高频设备。每次开关机过程都要通过操作二十多个控制界面来完成这几百台设备的开关机流程，过程繁琐，耗时较多，容易出错且很难发现。为了简化开关机流程和避免人为错误发生，开发了一套一键开关机程序。该程序将分散于二十多个界面的所有硬件设备开关机操作集成到一个界面中，同时将每个硬件开关机流程抽象为单独线程，界面上一键操作，使用多线程并发完成所有设备的开关机操作。该程序实现了运行模式状态的一键存储和恢复，能够一键完成整个加速器的开关机流程，将原来耗时40 min的开关机流程压缩到约2 min完成，提升了操作效率，很好地满足了中国散裂中子源加速器运行需求。该程序具有一定的通用性，可以在其它装置推广应用。

上海硬X射线自由激光装置（Shanghai High Repetition rate XFEL and Extreme light facility，SHINE）整体采用基于白兔协议（White Rabbit，WR）技术的定时系统。束线站定时系统接收外部参考信号，并通过定时主节点、WR交换机和从节点等WR设备将定时信号分发到各光束线和实验站。定时设备控制系统基于简单网络管理协议（Simple Network Management Protocol，SNMP）与实验物理与工业控制系统（Experiment Physics and Industrial Control System，EPICS）开发，可远程监测和控制分布式定时设备。该系统获取定时设备硬件相关参数，通过EPICS IOC（Input/Output Controller）保存至内存数据库。定时系统参数可以通过PyDM（Python Display Manager）编写的用户界面查看，并可在Archiver Appliance中存档与检索。通过测试证明此控制系统能够实时监测设备参数，并能远程控制信号时延及脉宽等，满足SHINE光束线与实验站的定时需求。

高性能的加速器对运行的可靠性和稳定性提出了更高的要求，而加速器庞大的设备数量、极高的设备精度及性能导致对外部干扰非常敏感。为实现加速器长期、高效、可靠的运行，故障快速定位、诊断和恢复对现代加速器控制系统至关重要。目前，在加速器运行过程中，常规保存的历史数据可以判断和处理大部分一般故障。但对于类似高频、束测元件等快电子学引发的瞬态故障，由于常规方式保存的历史数据时间粒度不够，导致无法对这类快速故障过程进行有效分析。因此，有必要通过技术手段完整地记录故障发生时刻前后一段时间设备的状态及参数，保存高真实的现场“快照”。本文设计了一种基于高时间相关性和高时间分辨率的加速器故障分析系统，并进行了样机实现。该样机基于事件定时系统实现了同步精度好于16 ns的全局时间戳，采用同步触发的方式进行数据获取，并利用EPICS 7的规范类型进行数据组装和发布。样机实验结果表明，利用获取到的高精度时间数据，可区分不同设备发生故障的先后顺序，验证了故障分析系统的可行性。

对加速器运行过程中出现的故障进行准确分析，可有效提升加速器的可靠性及运行效率。而对于一些快速故障过程，必须依赖故障发生时刻存储的高度时间相关和高分辨率的数据，才能进行准确分析。设计了一种用于加速器的故障分析软件，可用于对快速故障进行可靠分析。在中国散裂中子源加速器中进行了应用，该系统非常准确地分析了此前无法定位的大部分束流丢失过程。该故障分析具有一定的通用性，可应用到其它加速器装置。

利用遗传算法较强的鲁棒性以及FPGA在并行计算方面的巨大优势，以中国加速器驱动次临界系统（C-ADS）注入器II的第四个超导加速组元（CM4）为例，开发了超导腔失效在线补偿FPGA程序，并使用束流动力学软件TRACEWIN对FPGA计算结果的可靠性进行验证。然后将其封装为IP核，以更通用的形式在嵌入式Linux系统中使用；同时，针对未来超导腔失效补偿系统的独立性、低延时的要求，应用MicroBlaze软核处理器编译了Linux系统和EPICS组件，在搭建的仿真通讯环境中验证了超导腔失效补偿系统的通信功能。

针对合肥光源（HLS-Ⅱ）辐射防护与安全需求，且合肥光源的控制系统是基于EPICS架构，为减少辐射监测系统中间的环节，提高合肥光源人身安全联锁可靠性，研制了基于嵌入式EPICS控制系统的中子监测仪。中子监测仪的关键部件-探测器选用BF₃针对合肥光源（HLS-Ⅱ）辐射防护与安全需求，研制了基于嵌入式EPICS的中子监测仪，用于场所与环境辐射场中子的监测。合肥光源的控制系统是基于EPICS架构，为减少辐射监测系统中间的环节，提高合肥光源人身安全联锁可靠性，研制了基于嵌入式EPICS控制系统的中子监测仪。中子监测仪的关键部件-探测器选用BF₃正比计数管，通过对正比计数管产生的微弱电信号加2 kV的正高压偏置，交流耦合介入前置放大器放大，后输出固定宽度的脉冲信号。信号由CORTEX-M3电路计数，后经CORTEX-A8电路处理后将数据发布到局域网。利用镅铍中子源和合肥光源现场辐射环境对所研制的监测仪性能进行了初步测试，结果表明，该监测仪达到设计要求，可用于中子监测。