基于MicroTCA的自动频率控制系统

唐兴海; 刘亚娟; 张俊强; 李林; 顾强

doi:10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.070102

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基于MicroTCA的自动频率控制系统

同步辐射技术及应用 | 更新时间：2021-05-24

- 基于MicroTCA的自动频率控制系统
- An automatic frequency control system based on MicroTCA
- 核技术 2016年39卷第7期文章编号：070102
- 作者机构：
  
  1.中国科学院上海应用物理研究所嘉定园区上海 201800;
  2.中国科学院大学北京 100049
- 作者简介：
  
  [ "唐兴海,男,1988年出生,2011年毕业于中南大学,现为硕士研究生,研究领域为加速器控制系统及上层应用软件开发", "TANG Xinghai, male, born in 1988, graduated from Central South University in 2011, master student, focusing on the LLRF control system and application software development" ]
  顾强,E-mail:guqiang@sinap.ac.cn GU Qiang, E-mail: guqiang@sinap.ac.cn
- 基金信息：
- DOI：10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.070102
  中图分类号： TL503.6
- 收稿日期：2016-03-14，
  
  修回日期：2016-03-31，
  
  纸质出版日期：2016-07
- 稿件说明：
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唐兴海, 刘亚娟, 张俊强, 等. 基于MicroTCA的自动频率控制系统[J]. 核技术, 2016,39(7):070102

Xinghai TANG, Yajuan LIU, Junqiang ZHANG, et al. An automatic frequency control system based on MicroTCA[J]. Nuclear techniques, 2016, 39(7): 070102
唐兴海, 刘亚娟, 张俊强, 等. 基于MicroTCA的自动频率控制系统[J]. 核技术, 2016,39(7):070102 DOI： 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.070102.

Xinghai TANG, Yajuan LIU, Junqiang ZHANG, et al. An automatic frequency control system based on MicroTCA[J]. Nuclear techniques, 2016, 39(7): 070102 DOI： 10.11889/j.0253-3219.2016.hjs.39.070102.

摘要

高品质的束流是产生高品质同步辐射光或自由电子激光的关键，电子直线加速器作为同步辐射光源的注入器，其性能表现直接影响到束流品质。为降低噪声（温度变化、机械振动等）的干扰，本文研究和实现了一个通用、鲁棒、高效、可扩展性好的电子直线加速器低电平控制系统。目前已经实现了自动频率控制（Automatic Frequency Control

AFC）功能，更多控制功能将会陆续实现。该系统基于MicroTCA，选用实验物理与工业控制系统（Experimental Physics and Industrial Control System

EPICS）架构，采用C/C++开发，利用PID （Proportion-Integral-Differential）算法和最小二乘法，能够采用两种不同的方法进行自动频率控制。在巴西Sirius光源直线加速器实验装置上对该控制系统进行调试和测试，结果表明，两种AFC方法都是有效的，且存在明显差异，未来将进一步优化和完善。

Abstract

Background

High quality electronic beam is the key to produce high quality synchrotron radiation or free-electron laser (FEL). Microwave electronic LINAC plays the role of injector

whose performance influences the quality of electronic beam deeply.

Purpose

In order to minimize the noise interference (temperature

microphonics

etc)

we develop a universal

robust

efficient and extendible Low Level Radio Frequency (LLRF) control system

in which automatic frequency control (AFC) function is already implanted and more functions will be embedded in the future. Methods: This system

based on MicroTCA

adopts Experimental Physics and Industrial Control System (EPICS) structures

and develops in C/C++. The core algorithms are Proportion-Integral-Differential (PID) and Least-Squares method.

Results

Two different ways of AFC were realized and the system was tested on Sirius-LINAC test facility.

Conclusion

The result shows that the cavity is well tuned when the AFC system is on

and obvious differences are found. This system will be optimized and enlarged in the future.

关键词

Keywords

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