同步加速器脉冲励磁电流质量量化方法

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作者 梁毅庆 原有进 +7 位作者 王晓俊 申国栋 黄玉珍 李继强 张华剑 高大庆 张翔 杨静 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期80-88,共9页

同步加速器中,磁铁励磁电流高频的纹波误差能够引起磁场纹波,进而导致束流接受度降低。励磁电流低频的跟踪误差会影响磁场与束流能量的匹配程度,同时会引起束流闭合轨道畸变。为了从以上两方面评估励磁电流误差对于束流的影响,研究了HIA... 同步加速器中,磁铁励磁电流高频的纹波误差能够引起磁场纹波,进而导致束流接受度降低。励磁电流低频的跟踪误差会影响磁场与束流能量的匹配程度,同时会引起束流闭合轨道畸变。为了从以上两方面评估励磁电流误差对于束流的影响,研究了HIAF BRing二极磁铁磁场纹波与励磁电流纹波之间的关系,并提出了一套基于高低频分离的脉冲励磁电流质量量化方法。该方法利用高斯平滑处理得到励磁电流低频的跟踪误差分量和高频的纹波误差分量,采用三倍标准差作为励磁电流跟踪性能及纹波质量的量化指标。方法中低通滤波器参数由磁铁磁场纹波与励磁电流纹波的响应关系确定,该方法同时准确地量化评估了磁场纹波质量。此外,由该方法得到的电流跟踪误差波形能够应用于同步加速器励磁电源的给定修正,进而提高磁场与束流能量匹配程度。 展开更多

关键词 跟踪误差 纹波误差 量化方法 脉冲电源 同步加速器

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重离子加速器数字电源回读系统 被引量：1

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作者 张华剑 吴凤军 +4 位作者 黄玉珍 高大庆 陈皓 张帅 崔渊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1132-1138,共7页

为提高数字电源回读数据的精确性、抑制噪声、降低成本,开发设计了全数字化回读系统。在本系统中,发送端的数字电源控制器通过光纤模块,按专用协议以2kHz频率发送4种数据;接收端的数字信号采集设备接收、存储每台电源的回读数据,并标记... 为提高数字电源回读数据的精确性、抑制噪声、降低成本,开发设计了全数字化回读系统。在本系统中,发送端的数字电源控制器通过光纤模块,按专用协议以2kHz频率发送4种数据;接收端的数字信号采集设备接收、存储每台电源的回读数据,并标记以时间戳。系统采用有效机制保证每条数据通路的时钟同步,并提供了数据分析图形化界面。经现场测试,验证了系统的性能,达到了设计目的,使全数字化回读首次在重离子医用加速器励磁电源系统上得到成功应用。基于其较好的抗干扰性和经济性,未来可在重离子加速器中推广应用。 展开更多

关键词 数字电源回读系统 高速串行数据传输 数据时间戳 海量数据处理 重离子加速器

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加速器数字电源模数转换电路的优化设计 被引量：4

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作者 赵江 陈又新 +5 位作者 黄玉珍 张华剑 吴凤军 闫怀海 周忠祖 高大庆 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2014年第4期542-546,共5页

针对加速器励磁电源电流精度高、可靠性高、内部干扰强的特点,介绍了用于加速器励磁数字电源高精度模数转换电路的优化设计方法。探讨影响模数转换电路的采集精度、抗干扰能力及长期工作可靠性的几个方面,包括原理设计、电源分配和VHDL... 针对加速器励磁电源电流精度高、可靠性高、内部干扰强的特点,介绍了用于加速器励磁数字电源高精度模数转换电路的优化设计方法。探讨影响模数转换电路的采集精度、抗干扰能力及长期工作可靠性的几个方面,包括原理设计、电源分配和VHDL驱动程序设计等,并提出优化设计策略。在大功率数字脉冲电源样机上应用优化策略设计的模数转换电路,测试结果表明,该样机不仅长期工作稳定,而且其输出电流误差和跟踪误差优于设计要求。 展开更多

关键词 加速器 高精度 数字电源 模数转换 电流误差 跟踪误差

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重离子加速器同步定时触发系统的实现 被引量：3

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作者 赵江 陈又新 +5 位作者 黄玉珍 张华剑 吴凤军 闫怀海 周忠祖 高大庆 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1899-1903,共5页

同步定时触发系统是重离子同步加速器的控制核心,控制磁场电源对带电离子束进行同步加速,其对可靠性和定时精度要求高。在重离子治癌、材料辐照等领域的发展中,为了满足这些领域对重离子同步加速器小型化的需求,本文以NIOSII为核心处理... 同步定时触发系统是重离子同步加速器的控制核心,控制磁场电源对带电离子束进行同步加速,其对可靠性和定时精度要求高。在重离子治癌、材料辐照等领域的发展中,为了满足这些领域对重离子同步加速器小型化的需求,本文以NIOSII为核心处理器,结合FPGA上的可编程片上系统(SOPC),实现了一种基于可编程硬件的同步定时触发系统。该系统可控制延时精度,且使用灵活、可靠,易升级,向小型化的同步加速器及重离子治癌等应用工程提供了切实可行的方案。 展开更多

关键词 重离子 治癌 加速器 定时系统 FPGA

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用于加速器电源的一种矩阵变换器拓扑研究 被引量：4

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作者 王斌 高大庆 +5 位作者 刁晨 宋卫章 史春逢 吴凤军 张华剑 崔渊 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2283-2288,共6页

本文提出了一种适用于加速器电源的磁耦合型矩阵整流拓扑,并在加速器电源上对该矩阵拓扑的基本整流原理进行了验证。研究了空间矢量调制(SVM)和反馈控制相结合的控制策略,该策略能较好地抑制网侧电流谐波,提高网侧功率因数,同时确保负... 本文提出了一种适用于加速器电源的磁耦合型矩阵整流拓扑,并在加速器电源上对该矩阵拓扑的基本整流原理进行了验证。研究了空间矢量调制(SVM)和反馈控制相结合的控制策略,该策略能较好地抑制网侧电流谐波,提高网侧功率因数,同时确保负载侧电流对指令电流较好地跟踪。仿真实验及原理样机测试结果表明,该拓扑和控制策略可实现直流输出,达到预期目标。因此,作为加速器电源变换器拓扑的一种可行性选择,矩阵整流器具有良好的研究前景。 展开更多

关键词 加速器电源 功率因数 矩阵整流

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基于单片机的重离子医用治疗装置数字电源监控系统设计 被引量：3

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作者 于春蕾 吴凤军 +5 位作者 高大庆 闫怀海 陈又新 郭玉辉 黄玉珍 张华剑 《核电子学与探测技术》 CAS CSCD 北大核心 2013年第11期1338-1341,共4页

介绍了一种应用于医用重离子治疗装置(Heavy Ion Medical Machine,HIMM)的数字电源触摸屏控制系统,该设计采用PIC24单片机驱动触摸屏。依照电源系统的内部协议,实现了电源触摸屏控制系统的开关机控制、波形显示、状态显示以及参数设定... 介绍了一种应用于医用重离子治疗装置(Heavy Ion Medical Machine,HIMM)的数字电源触摸屏控制系统,该设计采用PIC24单片机驱动触摸屏。依照电源系统的内部协议,实现了电源触摸屏控制系统的开关机控制、波形显示、状态显示以及参数设定等多种功能。该系统与电源核心数控板、状态板通讯测试正常稳定,本地操作更加方便、美观,比模拟控制方式稳定可靠,控制精度更高。 展开更多

关键词 医用重离子治疗装置 单片机 触摸屏 控制系统

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兰州重离子加速器数字脉冲电源同步功能的实现 被引量：1

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作者 王荣坤 陈又新 +7 位作者 黄玉珍 高大庆 赵江 周忠祖 闫怀海 燕宏斌 吴凤军 张华剑 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期683-686,共4页

介绍了同步加速器脉冲电源的同步性能对提高加速器性能的重要性,提出了一种基于FPGA的、适用于全数字脉冲电源的可编程片上系统实现方案,该方案以光纤及连接器为信号载体、以同步光纤组件模块为核心部件。测试结果表明,该方案满足数字... 介绍了同步加速器脉冲电源的同步性能对提高加速器性能的重要性,提出了一种基于FPGA的、适用于全数字脉冲电源的可编程片上系统实现方案,该方案以光纤及连接器为信号载体、以同步光纤组件模块为核心部件。测试结果表明,该方案满足数字脉冲电源的功能性要求,且达到设计指标。 展开更多

关键词 数字电源 脉冲 同步

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HIAF-Kicker电源开关同步驱动电路设计 被引量：1

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作者 高杰 张华剑 +5 位作者 高大庆 上官靖斌 李明睿 金雪剑 赵江 张石磊 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2018年第5期625-629,共5页

将固态PFN-Marx发生器技术应用于强流重离子加速器装置(HIAF)注入引出Kicker电源,要求多路固体开关IGBT的驱动电路具有严格的同步性。通过分析影响驱动电路同步性的主要因素,设计了一款同步驱动电路,实现了多路驱动电路之间的最大时延小... 将固态PFN-Marx发生器技术应用于强流重离子加速器装置(HIAF)注入引出Kicker电源,要求多路固体开关IGBT的驱动电路具有严格的同步性。通过分析影响驱动电路同步性的主要因素,设计了一款同步驱动电路,实现了多路驱动电路之间的最大时延小于15 ns。测试结果表明,这款同步驱动电路能够满足HIAF-Kicker电源对多路IGBT同步驱动的要求。 展开更多

关键词 Kicker电源 PFN-Marx发生器 IGBT 同步驱动

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基于串行收发器的加速器电源数字控制器研究

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作者 崔渊 高大庆 +6 位作者 周忠祖 吴凤军 黄玉珍 张华剑 张帅 李继强 谭玉莲 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第5期955-960,共6页

为满足强流重离子加速装置(HIAF)对电源控制器多版本兼容和高精度控制性能的要求,研发了1套基于串行收发器的加速器电源数字控制器(APSDC)。该控制器采用基于总线互联的模块化设计架构,在保证加速器电源数字控制器高精度控制性能的前提... 为满足强流重离子加速装置(HIAF)对电源控制器多版本兼容和高精度控制性能的要求,研发了1套基于串行收发器的加速器电源数字控制器(APSDC)。该控制器采用基于总线互联的模块化设计架构,在保证加速器电源数字控制器高精度控制性能的前提下,兼具多版本兼容能力。设计了1套基于串行收发器的高速同步数据总线(HSB)用于数字控制器子板间数据通信,总线带宽达2 Gbps,且板间数据同步误差低于1 ns。电源上线运行实验结果表明,APSDC各项设计指标符合HIAF对电源的高精度控制及其他关键性能的技术要求,并具备较强的系统扩展性。 展开更多

关键词 加速器电源 数字控制器 时间戳 数据同步

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HIAF-BRing快循环全储能脉冲电源高低压切换控制及其切换点平滑算法 被引量：3

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作者 李源 吴凤军 +10 位作者 黄玉珍 王晓俊 谭玉莲 张华剑 朱芳芳 李雨航 王洁 郭世鼎 石峰 燕宏斌 高大庆 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第6期75-83,共9页

应用于强流重离子加速器装置增强环(HIAF-BRing)的快循环全储能脉冲电源需要在极宽的输出电压范围内保持极高的控制精度,为此电源采用了高压功率单元和低压功率单元串联的拓扑方式,在低压段采用低压功率单元,电压升高之后切换到高压功... 应用于强流重离子加速器装置增强环(HIAF-BRing)的快循环全储能脉冲电源需要在极宽的输出电压范围内保持极高的控制精度,为此电源采用了高压功率单元和低压功率单元串联的拓扑方式,在低压段采用低压功率单元,电压升高之后切换到高压功率单元,通过高低压切换控制来实现电流全阶段的高精度输出。但是在样机实测中发现存在切换点的振荡问题,导致切换点处的输出电流绝对误差无法满足指标要求。本文提出了一种切换点平滑控制算法来平滑处理切换点占空比,给出了仿真结果,并且在HIAF-BRing快循环全储能脉冲电源样机上面实际验证了高低压切换控制方法及其切换点平滑控制算法的有效性。实验结果表明:100 A注入平台的输出电流绝对误差由±500 mA降至±50 mA,100 A注入平台的切换点处输出电流绝对误差由±1.16 A降至±120 mA,100 A注入平台输出精度较低的问题得以解决。 展开更多

关键词 快循环全储能 脉冲电源 宽输出电压范围 注入平台 高低压切换控制 切换点平滑控制

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HIAF-BRing电源样机模块故障联锁保护系统设计与实现 被引量：3

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作者 谭玉莲 吴凤军 +8 位作者 王晓俊 燕宏斌 黄玉珍 李雨航 李继强 张帅 张华剑 朱芳芳 高大庆 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2021年第7期104-112,共9页

强流重离子加速器装置(HIAF)的增强器(BRing)二极铁电源样机采用多模块串并联的全储能快循环脉冲电源实现方案,电源功率达到MW级。由于电源规模庞大和功率巨大,为了在运行中迅速保护电源设备,设计并实现了一套双冗余的基于可编程逻辑控... 强流重离子加速器装置(HIAF)的增强器(BRing)二极铁电源样机采用多模块串并联的全储能快循环脉冲电源实现方案,电源功率达到MW级。由于电源规模庞大和功率巨大,为了在运行中迅速保护电源设备,设计并实现了一套双冗余的基于可编程逻辑控制器(PLC)、模块故障联锁板和现场可编程门阵列(FPGA)的模块故障联锁保护系统,利用硬件和软件同时对电源功率单元模块实施故障检测、故障传递和故障保护。设计完成后分别从电源联锁环路的响应时间、核心控制板故障引发电源环路联锁的总时间和设备故障响应等三个方面进行测试,测试结果表明,在电源发生故障时,模块故障联锁保护系统满足电源样机对实时性和可靠性的要求,达到设计目标。 展开更多

关键词 模块故障联锁 数字控制器 故障检测 故障保护 HIAF-BRing

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水稻旱种技术

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作者 张华剑 《农林科学实验》 1990年第3期5-6,共2页

关键词 水稻 旱种 栽培技术

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