基于Simulink仿真的电子加速器控制方法研究 被引量：1

1

作者 岳宏伟 李中平 +4 位作者 周有为 曹树春 任洁茹 张子民 赵永涛 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第1期197-204,共8页

电子加速器广泛用于材料改性、消毒灭菌和污水处理等领域。然而,在实际应用中束流强度的控制存在无法快速、准确调整的问题,大大降低了生产效率。为了解决电子加速器中束流变化的非线性、时变性和不稳定性问题,本文采用了PID算法、模糊... 电子加速器广泛用于材料改性、消毒灭菌和污水处理等领域。然而,在实际应用中束流强度的控制存在无法快速、准确调整的问题,大大降低了生产效率。为了解决电子加速器中束流变化的非线性、时变性和不稳定性问题,本文采用了PID算法、模糊PID算法和模糊神经网络PID算法,并利用MATLAB中的Simulink构建了相应的控制系统仿真模型,对这3种算法的性能进行了比较。通过对比PID算法、模糊PID算法和模糊神经网络PID算法的仿真结果可知:模糊PID算法在稳定时间、超调量、加入扰动后稳定时间方面分别降低了59.6%、48.9%、64.9%;模糊神经网络PID算法在稳定时间、超调量、加入扰动后稳定时间方面分别降低了77.9%、79.6%、87.1%。模糊PID算法和模糊神经网络PID算法有望提高电子加速器束流控制的精度和效率。 展开更多

关键词 电子加速器 PID算法 模糊PID算法 模糊神经网络PID算法 SIMULINK

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高电荷态ECR离子源 被引量：6

2

作者 赵红卫 刘占稳 +5 位作者 张汶 张雪珍 袁平 郭晓虹 张子民 王义芳 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第3期282-288,共7页

综述了中国科学院近代物理研究所近几年来高电荷态ECR离子源的最新进展。

关键词 ECR离子源 高电荷态 束流强度 微波加热 磁镜场

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高能电子成像研究进展 被引量：7

3

作者 赵全堂 张子民 +4 位作者 曹树春 程锐 申晓康 杜应超 赵永涛 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第9期1651-1655,共5页

本文通过蒙特卡罗程序EGS模拟研究了电子束与靶的相互作用,对成像束流光学进行了设计,并对束流匹配对空间分辨的影响、超快分束技术和产生横向均匀束技术等进行了模拟研究。实验验证了高能电子成像能达到μm量级的空间分辨,并可实现厚... 本文通过蒙特卡罗程序EGS模拟研究了电子束与靶的相互作用,对成像束流光学进行了设计,并对束流匹配对空间分辨的影响、超快分束技术和产生横向均匀束技术等进行了模拟研究。实验验证了高能电子成像能达到μm量级的空间分辨,并可实现厚度、密度分辨及明-暗场成像等特点。同时给出了后续实验及研究计划,希望进一步提高高能电子成像性能并拓宽其应用领域。 展开更多

关键词 高能电子成像 成像实验研究 成像模拟研究 束流调控

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螺线管透镜像差导致的束流发射度增长研究 被引量：6

4

作者 杨尧 张子民 +7 位作者 张文慧 武启 马鸿义 孙良亭 张雪珍 刘占稳 何源 赵红卫 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期2336-2340,共5页

螺线管透镜常作为低能束流的聚焦元件,不可避免地具有像差,导致束流发射度增长,降低束流传输效率。本文通过理论推导和计算机模拟,给出了不同束流包络、不同磁感应强度和不同磁场形状的情况下束流经过实际透镜后的发射度增长。结果表明... 螺线管透镜常作为低能束流的聚焦元件,不可避免地具有像差,导致束流发射度增长,降低束流传输效率。本文通过理论推导和计算机模拟,给出了不同束流包络、不同磁感应强度和不同磁场形状的情况下束流经过实际透镜后的发射度增长。结果表明,发射度增长主要与束流包络和磁感应强度有关。但在一定范围内,优化磁场形状也能起到控制发射度增长的作用。 展开更多

关键词 螺线管 发射度增长 像差 空间电荷效应

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CPHS中强流质子源与低能传输线研制 被引量：2

5

作者 武启 张文慧 +10 位作者 杨尧 马鸿义 曹云 钱程 马保华 王辉 李锡霞 孙良亭 张雪珍 张子民 赵红卫 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B10期518-522,共5页

清华大学为微型脉冲强子源加速器注入研制了一套2.45GHz ECR强流脉冲质子源和低能传输线(LEBT)系统。质子源采用四电极系统引出能量达50keV/75mA的混合束,经低能传输段实现匹配注入RFQ加速器。在LEBT出口处获得了高达50keV/60mA的质子束... 清华大学为微型脉冲强子源加速器注入研制了一套2.45GHz ECR强流脉冲质子源和低能传输线(LEBT)系统。质子源采用四电极系统引出能量达50keV/75mA的混合束,经低能传输段实现匹配注入RFQ加速器。在LEBT出口处获得了高达50keV/60mA的质子束,使用Allison发射度探测器在第2诊断室测得均方根归一化发射度小于0.2πmm·mrad。本文介绍强流质子源与低能传输段的调试结果,并对束流品质进行了研究。 展开更多

关键词 微型脉冲强子源 质子源 低能传输线 强流脉冲束 归一化发射度

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1.2 MeV/40 mA电子加速器的研制 被引量：2

6

作者 曹树春 刘铭 +7 位作者 张子民 万明 李中平 陆锡宏 张应发 景漪 苏雅龙 袁平 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期266-270,共5页

装置应国内辐照加工需求而研制,采用单相无铁芯变压器结构,初级供以400 Hz的中频交流,次级全波整流倍压后级联形成直流高压。加速管同心地位于次级线圈内,电子枪采用间热式LaB6发射阴极。该装置结构紧凑,电子束1.2 MeV/40 mA,束流功率近... 装置应国内辐照加工需求而研制,采用单相无铁芯变压器结构,初级供以400 Hz的中频交流,次级全波整流倍压后级联形成直流高压。加速管同心地位于次级线圈内,电子枪采用间热式LaB6发射阴极。该装置结构紧凑,电子束1.2 MeV/40 mA,束流功率近50 kW,不稳定度均好于±5%,电功率转化效率高于65%,已通过8 h运行测试。 展开更多

关键词 电子加速器 高压发生器 束流功率

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新型高剂量X射线管研究 被引量：2

7

作者 申晓康 俞成山 +5 位作者 张子民 肖荣庆 景漪 曹树春 李中平 刘铭 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期755-758,共4页

本文介绍了一种可广泛应用于血液辐照、疫苗生产、食品加工、生物学实验辐照等领域的X射线辐照设备,其利用电子束轰击金属靶韧致辐射产生的X射线进行辐照,与同位素射线辐照装置相比,该设备更安全,辐照均匀性更好,剂量可控。同时对新研制... 本文介绍了一种可广泛应用于血液辐照、疫苗生产、食品加工、生物学实验辐照等领域的X射线辐照设备,其利用电子束轰击金属靶韧致辐射产生的X射线进行辐照,与同位素射线辐照装置相比,该设备更安全,辐照均匀性更好,剂量可控。同时对新研制的X射线管的性能进行了测试。结果表明,X射线管辐照均匀性较好,可满足工业应用要求。 展开更多

关键词 辐照加工 加速器 X射线管

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DG型电子加速器自校正扫描系统的研制 被引量：1

8

作者 李中平 曹树春 +2 位作者 张子民 王斌 杨春名 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第2期481-484,共4页

为了提高DG型电子加速器束流扫描均匀度、解决束流中心偏移、提升束流引出效率,开发了一种既可实现X,Y两相互垂直方向均匀扫描又可以实现束流中心自动对中调节的扫描系统。介绍了扫描磁铁及其电源参数的选取依据,阐述了将扫描磁铁和束... 为了提高DG型电子加速器束流扫描均匀度、解决束流中心偏移、提升束流引出效率,开发了一种既可实现X,Y两相互垂直方向均匀扫描又可以实现束流中心自动对中调节的扫描系统。介绍了扫描磁铁及其电源参数的选取依据,阐述了将扫描磁铁和束流校正线圈进行整体式设计的扫描系统扫描电流成形方式及自动对中电路信号调制过程,包括为提高加速器运行安全性而设计的连锁保护信号。产业化现场使用事实已证明,该系统设计完全达到了设计要求,具有优良的扫描均匀度和长时间工作稳定可靠性。 展开更多

关键词 电子加速器 扫描电源 扫描磁铁 自校正 扫描均匀度

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介质壁加速器加速场建立过程中波传输分析 被引量：1

9

作者 赵全堂 袁平 +3 位作者 张子民 曹树春 申晓康 赵红卫 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第6期1629-1634,共6页

介绍了介质壁加速器(DWA)的原理和几种可能实现的结构。通过对多层介质圆柱的平面波电磁散射的研究,用FORTRAN语言编写程序计算和分析了DWA加速管三层介质柱体结构的平面波电磁散射的散射宽度与几何结构参数、材料参数的关系,用以优化... 介绍了介质壁加速器(DWA)的原理和几种可能实现的结构。通过对多层介质圆柱的平面波电磁散射的研究,用FORTRAN语言编写程序计算和分析了DWA加速管三层介质柱体结构的平面波电磁散射的散射宽度与几何结构参数、材料参数的关系,用以优化设计介质壁加速管结构。计算结果表明:当加速管材料和等势环介电常数一定时,平面波电磁散射宽度随半径增大而增大;当加速管内外径一定时,加速管材料和等势环介电常数增大时散射宽度变化不明显,但最小散射宽度显著减小。当加速管半径和材料一定时,总能找到使散射宽度达到最小的等势环介质厚度。 展开更多

关键词 介质壁加速器 加速管结构 介质圆柱散射 散射宽度 能量耦合效率

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高电荷态金属离子的产生实验研究 被引量：1

10

作者 孙良亭 马雷 +4 位作者 曹云 赵红卫 马保华 张雪珍 张子民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期531-534,共4页

　为满足兰州重离子加速器的实验要求,在14.5GHz高电荷态ECR离子源上做了一系列产生金属离子的实验,尝试了多种方法,包括炉子加热及MIVOC(MetallicIonformVolatileCompounds)两种方法,其中,用炉子做的结果较理想。实验主要研究了铜、锌... 　为满足兰州重离子加速器的实验要求,在14.5GHz高电荷态ECR离子源上做了一系列产生金属离子的实验,尝试了多种方法,包括炉子加热及MIVOC(MetallicIonformVolatileCompounds)两种方法,其中,用炉子做的结果较理想。实验主要研究了铜、锌、镍多种电荷态离子的产生,具有代表性的是39euA的Cu13+,30euA的Zn15+和29euA的Ni10+。分别给出了这三种金属离子产生的多电荷态束流峰谱图,以及实验的一些其它现象及结果,并对其进行了讨论与总结。 展开更多

关键词 ECR离子源 金属炉子 高电荷态

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14GHz强流质子源的研制与调试

11

作者 张文慧 武启 +11 位作者 马鸿义 郭俊伟 钱程 王辉 马保华 冯玉成 李锡霞 张恒娟 张雪珍 孙良亭 张子民 赵红卫 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第B10期511-513,共3页

提出并初步研制成功一台利用14GHz微波产生强流质子束的离子源。2013年在搭建的实验平台上进行了初步调试。在40kV引出电压、200 W及14GHz条件下,引出直流质子混合束流4mA,初步调试结果证明其工作机制和设计结构可行。本文对该质子源及... 提出并初步研制成功一台利用14GHz微波产生强流质子束的离子源。2013年在搭建的实验平台上进行了初步调试。在40kV引出电压、200 W及14GHz条件下,引出直流质子混合束流4mA,初步调试结果证明其工作机制和设计结构可行。本文对该质子源及其实验平台进行详细说明,并对实验结果进行讨论。 展开更多

关键词 强流质子源 14 GHZ 研制 调试

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基于Supermap的中国传统村镇WEBGIS管理平台构建研究

12

作者 于明洋 张子民 史同广 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2011年第7期4249-4251,共3页

针对目前中国在传统村落保护方面的薄弱环节,基于地理信息系统(GIS)、Google API技术与Supermap I Server Java 2008开发平台,对中国传统村镇WEBGIS管理平台的构建与实现进行探讨。通过对中国传统村镇WEBGIS管理平台的构建,提高了基本... 针对目前中国在传统村落保护方面的薄弱环节,基于地理信息系统(GIS)、Google API技术与Supermap I Server Java 2008开发平台,对中国传统村镇WEBGIS管理平台的构建与实现进行探讨。通过对中国传统村镇WEBGIS管理平台的构建,提高了基本信息数据库数据的采集、更新及入库效率,进一步节省了工作成本,便于相关部门的监督和决策,实现了部分工作的动态、分级及透明管理,对乡镇村落的现代化建设和管理工作具有重大意义。 展开更多

关键词 传统村镇 WEBGIS SUPERMAP 决策支持

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高能电子成像直线加速器低电平控制系统研制 被引量：3

13

作者 周有为 曹树春 +3 位作者 申晓康 赵全堂 宗阳 张子民 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期2491-2497,共7页

为了能开展高能电子成像相关实验研究,中国科学院近代物理研究所建造了一台S波段的射频电子直线加速器。为保证实验用束流品质和加速器稳定运行的要求,设计了一套低电平控制系统,利用上下变频、IQ解调技术,实现了相位的反馈控制。本文... 为了能开展高能电子成像相关实验研究,中国科学院近代物理研究所建造了一台S波段的射频电子直线加速器。为保证实验用束流品质和加速器稳定运行的要求,设计了一套低电平控制系统,利用上下变频、IQ解调技术,实现了相位的反馈控制。本文介绍了低电平控制系统的设计及数字化算法的实现,给出了系统闭环实验的测试结果,实现相位控制精度达到±0.5°(峰峰值)和0.1108°(均方根)。该系统利用成熟的商业化模拟微波器件和相关的PXI板卡实现,基于LabVIEW软件开发了相关的控制程序和界面,具有搭建方便、开发时间短、结构简单紧凑、易于使用和维护的特点。 展开更多

关键词 数字低电平 IQ解调 反馈控制

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高能电子成像暗场成像技术特性研究及改进方案 被引量：1

14

作者 肖家浩 曹树春 +7 位作者 张子民 李中平 申晓康 赵全堂 程锐 刘铭 赵永涛 袁平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期105-111,共7页

基于EGS5与PARMELA模拟软件组成的高能电子成像系统,对暗场成像的模拟研究发现,通过调节光阑位置实现的暗场成像结果存在失真现象。针对该失真现象提出的改进方案,消除了暗场成像结果的失真。通过对40 MeV电子透射7~224μm的铝样品开展... 基于EGS5与PARMELA模拟软件组成的高能电子成像系统,对暗场成像的模拟研究发现,通过调节光阑位置实现的暗场成像结果存在失真现象。针对该失真现象提出的改进方案,消除了暗场成像结果的失真。通过对40 MeV电子透射7~224μm的铝样品开展的成像模拟结果表明:40 MeV高能电子暗场成像技术在铝样品厚度小于25μm情况下具有明显的面密度分辨优势,且空间分辨率达到μm量级,非常适用于高能量密度物质诊断。 展开更多

关键词 高能量密度物理 高能电子成像 暗场成像 空间分辨能力 面密度分辨本领

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消色散270°偏转磁铁系统设计及束流动力学研究 被引量：1

15

作者 李佳 赵全堂 +7 位作者 冉朝晖 龙渊铭 宗阳 李宇伦 曹树春 申晓康 张子民 袁平 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期98-105,共8页

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... 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。 展开更多

关键词 工业辐照电子加速器 270°磁铁偏转系统 束流动力学优化 消色散传输 射束偏转

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兰州高能电子成像实验平台电子束团长度测量研究 被引量：1

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作者 艾蕾 赵全堂 +7 位作者 宗阳 冉朝晖 袁肖肖 曹树春 李佳 申晓康 赵书俊 张子民 《原子能科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期570-576,共7页

为提高高能电子成像的时间和空间分辨率,实验需低能散、低发射度、短脉冲的高品质束流。本文利用相干渡越辐射能谱分析法测量基于热阴极微波电子枪的高能电子成像用直线加速器的电子束团长度。通过用迈克尔逊干涉仪测量太赫兹辐射能谱,... 为提高高能电子成像的时间和空间分辨率,实验需低能散、低发射度、短脉冲的高品质束流。本文利用相干渡越辐射能谱分析法测量基于热阴极微波电子枪的高能电子成像用直线加速器的电子束团长度。通过用迈克尔逊干涉仪测量太赫兹辐射能谱,利用自相关曲线拟合法得到电子束团长度。实验结果表明,当束流宏脉冲峰值强度约为24 mA,即电荷量约为15 pC时,电子束团均方根长度约为0.7235 ps。另外,用Kramers-Kronig(K-K)相位分析法可重建一种可能的电子束团纵向分布。电子束团长度测量的研究可优化束流品质,对后续高能电子成像实验有重要的参考意义。 展开更多

关键词 超短电子束团 迈克尔逊干涉仪 相干渡越辐射 太赫兹

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325 MHz微波栅控高压型热阴极电子枪的设计研究 被引量：1

17

作者 夏乾旭 赵全堂 +4 位作者 宗阳 曹树春 李中平 申晓康 张子民 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第4期110-116,共7页

高重复频率、高平均流强的电子枪具有十分广泛的应用。设计了一台束团重复频率为325 MHz在CW模式工作的微波栅控高压型热阴极电子枪,并详细论述了该类型微波栅控电子枪的实验原理。在该类型电子枪的设计中,首先需要利用仿真模拟软件EGUN... 高重复频率、高平均流强的电子枪具有十分广泛的应用。设计了一台束团重复频率为325 MHz在CW模式工作的微波栅控高压型热阴极电子枪,并详细论述了该类型微波栅控电子枪的实验原理。在该类型电子枪的设计中,首先需要利用仿真模拟软件EGUN、POISSON(PoissonSuperfish)、GPT(General Particle Tracer)完成300 kV直流高压电子枪的结构设计,并进行束流动力学验证计算。为将微波馈入该直流电子枪的阴栅极之间,进行了该微波栅控电子枪的供电系统设计,完成了从射频功率源到同轴热阴极的阻抗匹配方案,设计了一种325 MHz双模式同轴供电器件,并进行了验证与分析。 展开更多

关键词 微波栅控电子枪 阻抗匹配 束流动力学 稳态高压平台

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相干渡越辐射束团纵向分布重建方法 被引量：1

18

作者 袁肖肖 李佳 +6 位作者 闫文兵 冉朝晖 杨鑫 赵全堂 宗阳 曹树春 张子民 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2023年第11期77-84,共8页

实验上通过相干渡越辐射(CTR)能谱分析法测量束团长度以及进行纵向束团形状重建已成为一种有效的束流诊断手段。通过迈克尔逊干涉仪测量太赫兹辐射能谱,通常实验所用探测器只能测量辐射的强度谱的幅值,且由于缺少相位无法直接进行束团... 实验上通过相干渡越辐射(CTR)能谱分析法测量束团长度以及进行纵向束团形状重建已成为一种有效的束流诊断手段。通过迈克尔逊干涉仪测量太赫兹辐射能谱,通常实验所用探测器只能测量辐射的强度谱的幅值,且由于缺少相位无法直接进行束团形状重建。目前重建算法主要有Kramers-Kronig(K-K)相位分析法和代数迭代重建算法。利用这两种算法分别对高斯分布和带拖尾的高斯分布模型进行验证并进行了对比,其中K-K得出的重建结果存在一定的误差,迭代算法在解决重建反转歧义、重建噪声抑制等表现良好。同时利用这两种算法对兰州高能电子成像平台CTR实验结果进行了重建及分析,得出了对应的重建结果,为后续高能电子束成像平台的束流诊断反馈提供了一种参考手段。 展开更多

关键词 相干渡越辐射 纵向束团重建 重建算法 束流诊断

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高能电子成像实验平台束流发射度测试 被引量：1

19

作者 冉朝晖 李中平 +5 位作者 赵全堂 申晓康 周有为 宗阳 张子民 曹树春 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2020年第2期318-323,共6页

针对兰州高能电子成像实验平台加速器,设计了基于多次改变聚焦强度法的实验来测量東流发射度。采用YAG屏及CCD相机来采集束斑图像,编制了一套完整的计算软件,具有测量方便,计算快速可靠等特点,该测量为后续的高能电子成像实验提供了相... 针对兰州高能电子成像实验平台加速器,设计了基于多次改变聚焦强度法的实验来测量東流发射度。采用YAG屏及CCD相机来采集束斑图像,编制了一套完整的计算软件,具有测量方便,计算快速可靠等特点,该测量为后续的高能电子成像实验提供了相关信息。测试结果表明,x方向发射度与理论计算设计接近,y方向发射度与理论计算偏差较大,有待进一步对加速器进行优化调试。 展开更多

关键词 高能电子成像 发射度测量 四极铁扫描方法 图像处理

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高能电子成像直线加速器控制系统设计

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作者 周有为 曹树春 +4 位作者 赵全堂 申晓康 宗阳 冉朝晖 张子民 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2021年第3期474-478,共5页

针对近代物理研究所高能电子成像实验和电子直线加速器稳定运行的要求,基于实验物理与工业控制系统(EPICS)设计了一套直线加速器控制系统。首先介绍了控制系统的总体设计,然后较为全面地介绍了各子系统的硬件结构和软件开发,最后介绍了... 针对近代物理研究所高能电子成像实验和电子直线加速器稳定运行的要求,基于实验物理与工业控制系统(EPICS)设计了一套直线加速器控制系统。首先介绍了控制系统的总体设计,然后较为全面地介绍了各子系统的硬件结构和软件开发,最后介绍了系统远程界面和测试结果。控制系统已经投入运行一年,运行过程中性能可靠稳定,满足电子直线加速器的控制要求。 展开更多

关键词 控制系统 高能电子成像 电子直线加速器 实验物理与工业控制系统

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