分布式加速器控制系统时间同步系统的研究

现代大型加速器控制系统大都采用分布式控制系统,系统使用网络交换各类数据.各种控制动作及数据获取要求各智能控制器的CPU基于时间进行调度,因此时标系统在分布式控制系统中具有极其重要的作用.本文论述了采用软件实现的时间同步系统及其所采用的时间协议和原理以及达到的精度等.     

一种嵌入式数字电源EPCIS控制器的研制

北京串列加速器升级项目包含了若干类型的加速器,加速器之间的数据通讯为其控制系统提出了新的要求。EPICS系统在过去的数十年中,已为国际和国内的各大加速器实验室所采用,事实证明,这是一个可靠的可用于加速器控制的软件集合。在串列升级项目中,100MeV回旋加速器的电源系统将采用RS一232／485通讯接口,因此控制系统中也应采用多点输入／输出的嵌入式控制器来完成设备开关,状态监视和设置输出等功能。同时,与负载相关的低电平闭环调整等功能应在电源内部或前端控制器中完成。     

基于MicroTCA的EPICS控制系统研究

本文介绍了现代加速器控制系统的发展趋势,针对未来加速器控制系统的高数据传输率、低延时的要求,研究了基于MicroTCA技术的EPICS控制系统,开发了基于EPICS平台的、具有完整功能的MicroTCA样机系统。此系统包括硬件搭建、Linux系统设备驱动开发、基于EPICS的设备支持层和实时数据库。此外,本文采用CSS开发了功能完备的OPI,且对该系统的性能进行了测试,为该系统的实际应用打下了基础。     

加速器控制系统中RS485总线的以太网接入

提出了在加速器控制系统中采用ATmegal28和RTL8019AS廉价和高效地实现RS485总线的以太网接入的实现方法。该模块装入了以ATmegal28为硬件平台的嵌入式Linux操作系统，它支持TCP／IP协议。根据加速器控制的现场需求，可以很方便地编写用浏览器或组件访问的应用程序。     

基于虚拟仪器的计算机控制系统在300 kV负离子注入器中的应用

运用基于TCP/IP协议现场总线技术进行基于虚拟仪器的300kV负离子注入器计算机控制系统应用研究,提高了现有控制系统的智能化水平,同时采用先进的控制技术,根据加速器300kV负离子注入器运行的实际环境,分别从软件工程以及运行数据自动备份、底层PLC关键部分控制硬件以及现场仪器     

强流质子加速器时序控制系统

针对一台用于加速器驱动洁净核能源系统研究、高占空比的强流质子加速器,开展强流质子加速器时序控制系统的研究工作.强流质子加速器时序控制系统提供加速器开机运行过程中所需要的触发信号和时钟信号,该系统的准确性和稳定性对于整个直线加速器的正常运行有重要的影响.介绍了基于ALTERA公司Cyclone Ⅲ系列FPGA串口通信硬件...     

应用数学与计算机技术：1 基于虚拟仪器的计算机控制系统在300kV负离子注入器中的应用

运用基于TCP/IP协议现场总线技术进行基于虚拟仪器的300kV负离子注入器计算机控制系统应用研究，提高了现有控制系统的智能化水平，同时采用先进的控制技术，根据加速器300kV负离子注入器运行的实际环境，分别从软件工程以及运行数据自动备份、底层PLC关键部分控制硬件以及现场仪器仪表与PLC，PLC与主控制室间数据传输等诸多方面进行综合研究，保证了控制系统的安全性、可靠性和稳定性。     

工频倍加型电子束辐照装置的调压控制

改进了调压控制系统以实现工频倍加型电子加速器的高压稳定调节。该系统采用伺服电机驱动柱式调压器进行调压,可编程控制器作为逻辑控制单元,工控机实现人机交互,采用闭环和开环方式实现高压调节控制。实验证明,该控制系统的响应速度、稳定度及调压精度较传统调压系统均有较大改进,能满足性能要求更高的电子加速器的控制要求。     

201.5MHz中子照相用RFQ加速器低电平控制系统的设计

北京大学自主研制了基于射频四极(Radio Frequency Quadrupole,RFQ)强流氘束加速器。为满足该加速器稳定运行的要求,设计了一套低电平控制系统,系统主要包含自动增益控制(Automatic Gain Control,AGC)和自动频率控制(Automatic Frequency Control,AFC)两种方式,可实现对腔体频率、进腔功率的自动控制和手动控制。为保证安全、稳定运行,对SWR(Standing Wave Ratio)、限位信号进行监测,通过RS232协议和Lab VIEW界面实现HMI(Human Machine Interface),亦可实现与PLC(Programmable Logic Controller)的无缝对接。连续闭环运行表明,控制系统对场幅度和相位的控制精度能够达到±1%和±1°之内,证明该低电平控制系统达到了RFQ加速器对各路功率和腔体频率稳定控制的要求。     

高能电子成像直线加速器控制系统设计

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。     

HIRFL-RIBLL1电源控制系统升级改造

兰州重离子加速器放射性次级束分离线一号线(Heavy Ion Research Facility in Lanzhou-Radioactive Ion Beam Line 1,HIRFL-RIBLL1)已运行多年,其电源控制系统因建设初期条件所限设计较为简单,加之近年来系统部件老化,已不能很好满足物理实验要求,迫切需要进行升级改造。新的电源控制系统针对现有问题,采用分布式架构,每台电源用一台高精度控制器就近控制。同时集成了二极磁铁磁场强度和所有电源输出电流的监控,并且利用滞环控制策略,实现了根据预设磁刚度自动调试电源的功能。新电源控制系统经过一年多来的几次实验调束验证,在调试精度、抗干扰性、易用性等方面满足了RIBLL1物理需求,大幅度提高了调束效率。     

中频供电微机自动监测系统的研究与实现

提出了一种基于串口通信服务器的新型分布式中频供电自动监测系统的设计方案,并详细地阐明了系统的实现原理方法及关键技术。该系统利用了串口服务器的实时控制转换功能,实现了双机备份冗余数据采集功能。新装置采用网络自诊断技术及光电隔离通讯接口,提高了通讯抗干扰能力,通讯采用报警信息数据优先发送及重复循环发送等技术,克服了原监测系统网络通信速度慢的弊端,增强了供电监测系统报警反映的快速性及可靠性。经现场实际运行表明,新供电监测系统比原系统功能更加完善,使用更加方便,具有更高的可靠性和稳定性,报警更加迅速,而且便于事故后故障分析等优点,同时还具有很强的系统扩展能力及推广价值。     

基于内分泌分数阶PIλDμ的核电站稳压器压力控制

针对系统较为复杂的核电站稳压器,为了获得令人满意的控制效果,在生物神经内分泌腺体激素调节的原理和分数阶微积分的理论基础上,提出了一种包含长环和短环的内分泌分数阶PIλDμ控制器（EFOPID）。一级控制器为比例控制,能够依据系统偏差来调整二级控制器的输入,实现快速、稳定地消除偏差;二级控制器采用间接算法（Oustaloup算法）实现的分数阶PIλDμ控制器（FOPID）,能够使系统具有更加优良的快速性、高精度性和强抗干扰能力。仿真结果表明:EFOPID比传统的比例-积分-微分控制器（PID）控制具有更加优良的性能指标和抗扰动能力。      

“华龙一号”核电厂控制棒棒位处理设备架构设计

针对目前国内外棒位处理设备存在的相关问题,结合核电站现场运行维护经验反馈,通过对棒位处理方法的设计与研究,研制出"华龙一号"核电厂控制棒棒位处理设备。该处理设备的特点主要体现在:棒位处理数字化平台采用先进的可编程逻辑控制系统,使得逻辑处理功能得以全面实现;棒位处理方法采用信号分时选通加冗余采集技术,使得棒位信号的采集更加高效稳定。棒位失步判断方法采用动态与静态相结合的故障处理技术,使得棒位信号的处理功能更加完善。     

A Novel Vacuum System Control Strategy for High Intensity D–T Fusion Neutron Generator

High intensity D–T fusion neutron generator (HINEG) is a high voltage accelerator-based D–T fusion neutron facility, which provides a significant platform for nuclear technology researches. The steady operation of HINEG vacuum system is enormously significant for its beam quality. In this paper, in order to eliminate the drawbacks and disadvantages caused by the time delay element in vacuum system, a gain adaptive compensation control strategy was proposed for vacuum system. In accordance with vacuum-pumping mechanism, the vacuum dynamic equilibrium equation was transformed from the time domain to the complex frequency domain by means of Laplace transformation, and the system transfer function in vacuum pumping process was derived. The experimental results analyses showed that the overshoot and settling time are eliminated effectively with this gain adaptive compensation control algorithm, which indicated that the system self-regulation and anti-interference performances were greatly improved.     

锦屏深地强流高压加速器控制系统的研制

本文介绍了锦屏深地强流高压加速器自动控制系统的基本结构、控制软件和安全联锁设计,阐述了该加速器在运行过程中高压打火产生的强干扰影响控制系统和相关设备的正常运行及在调试和实验过程中遇到的问题。通过分析原因,采取各种保护措施提高控制系统的抗干扰能力,确保控制系统和设备运行的稳定性。     

自动阻塞计微机测量与控制

本文描述了自动阻塞计微机测量和控制原理，测控系统的构成以及在线测量钠中杂质含量的结果．成功地解决了低阻塞温度测量和抗于扰问题，提高了测量精度和控制效果。     

基于EPICS的J-TEXT CODAC系统

J-TEXT装置是华中科技大学恢复建造的中型托卡马克装置,已于2007年放电运行,其控制系统采用分布式结构,由多个子系统组成。为提高子系统集成、维护和更新的效率,并有效地管理各子系统、控制装置的运行状态及保障设备和人员安全,J-TEXT装置参考ITER CODAC的设计思路,结合J-TEXT装置的需求设计了J-TEXT CODAC系统。J-TEXT CODAC系统为装置各子系统提供统一的设计模型和相关设计标准,使用EPICS软件作为通讯中间层,设计了全局控制系统、时序和同步控制系统、联锁保护系统,并将原有控制系统改造、集成到J-TEXT CODAC系统中。目前该系统已部署在J-TEXT装置上,在2012年春季以来的多轮实验中运行良好。     

数字化核测装置的研究

介绍了以单片机AT89C52为核心的反应堆数字化核测装置的设计方法,同时也给出了该仪表系统的硬件结构和软件框架.本核测仪表在测量低端电流的时候,应用了DDC112芯片.在设计这套仪表系统的时候,充分考虑了软硬件抗干扰措施.     

稳压器水位控制改进研究

现代的反应堆稳压器的水位控制大都采用的是传统的PI调节器,对于这样一个非线性和时变性的复杂控制系统,PI调节器表现出来的常常是超调量大、调节时间长等并不理想的效果.本文提出以智能模糊控制器取代原有常规PI控制器的改进方案,并以大亚湾一期工程反应堆控制系统的稳压器水位控制为研究对象,着重阐述智能模糊控制原理在具体实践中的使用方法,最后对改造前后的系统输出进行LabVIEW仿真比较.仿真结果表明,模糊PI调节器不但克服了常规PI调节器的缺点,而且还提高了控制系统的实时性和抗干扰能力,值得广泛采用.