基于虚拟仿真技术的模拟电子技术实验教学模式改革

面对高校信息化建设的需求及现有模拟电子技术课程实验的不足,利用LabVIEW的图形化编程能力和Multisim的仿真功能,设计由数据库模块、界面和功能模块、联合仿真模块和实验报告生成模块构成的模拟电子仿真实验系统,并以晶体三极管共射放大电路的设计分析实验为例,探讨虚拟仿真实验教学的开展方法。基于虚拟仿真技术的模拟电子技术实验教学方法突破了硬件设备的限制,激发学生学习的兴趣和积极性,实现了课程实验随时随地的高效开展。

条纹相机系统在激光脉冲整形测量中的应用

针对采用脉冲堆积法进行激光脉冲整形后获取的宏脉冲,介绍了基于条纹相机观测其纵向分布的基本原理。阐述了测量系统中的硬件配置功能以及脉冲堆积原理,并描述了使用条纹相机专用软件测量激光脉冲的详细步骤和操作界面。研究了测量系统中时序控制的调试对观测脉冲堆积后的宏脉冲的影响并给出了测量结果和测量误差分析。结果表明:采用脉冲堆积法所获得的激光脉冲整形效果非常理想,整形前激光脉冲的半高全宽值约为3.82ps,整形后约为15.3ps,且平顶部分的脉宽为11.5ps,上升沿和下降沿均为1.9ps。

基于LTC1821的高精度模拟量输出卡的研制

高精度模拟量输出卡用于控制合肥光源储存环主电源设值,该卡具有较高的精度和较好的稳定度。本文介绍了高精度模拟量输出卡的软、硬件设计,并给出了该卡测试结果。

合肥光源光开关系统的研制

合肥光源的运行模式是多束团运行模式,光开关系统可以从多束团中选取单个束团提供给条纹相机测量和研究。由于条纹相机光阴极易损坏,光开关系统的使用,极大地降低了输入光功率,有效地保护了光阴极。介绍了光开关的工作原理,根据合肥光源光脉冲的波长、重复频率、束团尺寸以及束团长度,进行了光开关系统设计。介绍了电光调制器的特性、高压驱动单元和高速同步分频器的性能、系统准直和调试过程,并给出了示波器和条纹相机的测量结果。

合肥光源嵌入式高精度电源设备控制系统的研制

嵌入式高精度电源设备控制系统是合肥光源控制系统的重要组成部分,其基本功能是对高精度电源设备及其运行过程进行监控.性能上要求该控制系统的模拟量输入、输出模块的精度和稳定度达到万分之一,软硬件易于扩展,可适应对不同种类高精度电源设备的控制,并且易于接入基于EPICS(experiment physics and industrial control system)的控制系统.嵌入式高精度电源设备控制系统的软硬件是基于EPICS要求进行设计.测试结果表明,该系统所需完成的功能及所要求的性能指标均达到设计要求.该系统已用于控制储存环主磁铁电源和超导Wiggler电源.运行经验显示,该系统运行稳定可靠,操作方便,很好地满足了机器运行和机器研究的需要.

NSRL电源设备控制器的研制

NSRL电源设备控制器主要是用于控制储存环主磁铁电源和分析铁电源,具有高精度和高稳定度的特点。讨论了控制器的设计思想、软硬件设计和主要的测试结果。

合肥光源单束团纵向分布的测量研究

在合肥光源单束团运行模式下使用条纹相机测量其纵向分布,研究和验证引起束团纵向分布产生变化的影响因素。对势阱效应引起束团纵向分布的影响进行了理论分析,给出了电感性阻抗和电阻性阻抗对束团分布影响的模拟计算结果。进行了束团长度拉伸效应、束团势阱扭曲现象等测量研究,并讨论了条纹相机观测束团势阱扭曲现象的测量模式。根据束团长度拉伸效应和势阱扭曲与模拟计算结果对比,得出合肥光源储存环的低频纵向宽带耦合阻抗约为4.4Ω。

合肥光源高精度设备控制器的研制及应用

合肥光源高精度设备控制器主要用来控制储存环主磁铁电源、分析铁电源和超导Wiggler电源(主电源和补偿电源)。文章以超导Wiggler补偿电源设备控制器为例,介绍了合肥光源高精度设备控制器的设计思想及软硬件设计过程,并给出了超导Wiggler补偿电源设备控制器的良好应用效果。

合肥光源储存环控制系统

合肥光源储存环控制系统是一个基于EPICS(Experiment Physics and Industrial Control System)的分布式控制系统,本文首先描述其硬件结构、软件设计,然后重点介绍束流慢加速、束流闭轨校正、机器状态在线查询、数据存档及历史数据查询等应用软件的开发。运行结果表明,合肥光源储存环控制系统很好地满足了机器运行和机器研究的需要。

基于Channel Archiver的加速器数据采集系统

采用Channel Archiver从加速器控制系统底层输入输出控制器获取和存储数据,通过开发WEB人机界面和软件接口及客户端向计算机用户提供数据在线或离线的智能检索。该系统操作灵活,信息检索方便,目前已经对合肥光源做了长时间的稳定采集、存档和检索。可以帮助研究人员快捷高效地获得过程运行数据,很好地满足了对合肥光源机器运行和机器研究的需要。

合肥光源束流轨道慢反馈系统

束流轨道稳定性是同步辐射光源的重要性能指标.合肥光源束流轨道反馈系统在二期工程的改造中,根据慢反馈理论设计的硬件结构和控制软件,已具备了束流轨道校正的硬件条件.经在合肥光源储存环上实现束流轨道慢反馈校正的研究与实验工作,目前使合肥光源的全环垂直轨道的稳定性达到|Δy|<30μm,与国际同类机器的稳定性指标相当.

NSRL二期工程中加速器控制系统的改造

为了达到二期工程实现机器长期、可靠、稳定运行的目标,对HLS控制系统进行了全面的改造和升级.在改造中,我们在国内率先采用国际加速器控制界流行的软件开发工具EPICS(experimental physics and industrial control system)作为开发环境,并以其构架要求设计了软硬件系统,建立起一个分布式的控制系统.在此基础上开发了大量用于光源运行和机器研究的应用软件.运行结果表明,合肥光源控制系统改造很好地完成了二期工程的设计要求,满足了机器运行和机器研究的需要.

基于PID控制的加速器束流闭轨反馈

束流闭轨反馈是提高束流轨道稳定性的有效措施,好的反馈算法可大幅提高束流轨道的稳定性。本文介绍了束流闭轨反馈校正理论和PID控制原理,以及应用PID控制进行储存环束流闭轨的反馈校正,并给出了模拟结果。结果表明,应用PID控制后,反馈系统的稳态误差更小,反馈精度更高,进一步提高了束流轨道的稳定性。

合肥光源单束团下束团长度和能散的测量

根据同步光与储存环中的束流信号具有相同的时间结构的原理,测量同步光脉冲的半高全宽值可以计算出束团的长度。根据合肥光源的特点和实际需要,选择快速光电接收器搭配高速高带宽示波器作为在线测量束团长度和纵向分布等的主要手段。对单束团模式下束团长度随流强和高频腔腔压的变化趋势进行了测量。测量结果表明:束团长度与腔压的0.3次方成反比,比理论值0.5小;而束团长度随流强的增长率为2.0 ps/mA。通过测量纵向量子寿命进行了能散随流强变化的间接测量,结果表明,束团的拉伸是能散变化和势阱效应共同作用的结果。

利用约束线性最小二乘法实现合肥光源束流闭轨全环校正和反馈

由于存在各种非理想因素,束流在储存环中的闭轨会发生畸变。对束流闭轨畸变进行校正的方法较多,目前合肥光源(HLS)采用奇异值分解(SVD)法进行束流闭轨的全环校正和反馈。针对SVD法不足之处,采用约束线性最小二乘法(CLLS)来改进HLS束流闭轨的全环校正和反馈。介绍了束流闭轨畸变校正的理论,着重介绍应用CLLS对HLS储存环束流闭轨畸变进行全环校正和反馈,并给出运行结果。结果显示,利用CLLS后,HLS敏感实验线站的束流轨道稳定性和重复性得到明显改善。

漯河辐照加速器控制系统研制

漯河辐照加速器是1台用于食品杀菌与保鲜等的8 MeV电子直线加速器。文章从硬件组成、软件设计及辐照剂量控制等方面介绍漯河辐照加速器控制系统。近9个月的连续运行表明,该控制系统操作简便、运行稳定可靠。

合肥光源谐波法束团长度测量系统研制

同步辐射光与束流信号具有相同的时间结构,测量同步辐射光并基于频域的信号处理方法可得到束团的长度。基于该原理,研制了采用谐波法测量束团长度的系统。该系统用高速光电接收器将同步光转换为电信号,然后采集该信号的四路频率分量,计算得到束团长度。阐述了该系统的软硬件设计,并应用该系统测量了束团长度随流强的变化规律,与条纹相机的测量结果相吻合。

合肥光源注入器电源控制系统的改造

合肥光源注入器电源控制系统改造是国家同步辐射实验室 (NSRL)二期工程改造的一部分 ,基于EPICS通用软件开发环境开发。利用该系统实现了统一的分布式控制 ,功能较改造前有所增强 ,包括电源电流的逐步增减、保存和恢复电源状态及同时开所有电源的控制回路和主回路。运行结果表明系统工作可靠。

合肥光源波荡器光束线光位置检测器

研制了合肥光源波荡器光束线刀片型光位置检测器。在不同波荡器狭缝下,对刀片电极的光电流进行了测量,并对其进行了标定,得到了灵敏度和同步光中心位置,如在狭缝为40 mm时,水平方向和垂直方向的灵敏度分别为0.0015 mm-1和0.8522 mm-1。为了改进刀片型光位置检测器,给出了一种交错刀片型光位置检测器的设计,该检测器将狭缝为40 mm时的水平灵敏度提高到0.551 mm-1。

合肥光源束流闭轨局部调整和校正

针对特定实验站调整光源点位置的要求,设计了合肥光源储存环束流闭轨局部调整和校正系统,介绍了该系统的工作原理、硬件组成、软件设计及运行结果,设计要求束流闭轨局部调整的最大幅度为1～2mm,水平方向和垂直方向其余闭轨畸变均方根分别小于50和30μm。校正系统采用轨道设定法作为束流闭轨局部调整和校正算法,由束流轨道测量系统、校正铁系统和控制系统组成。运行结果显示:水平和垂直方向分别调节2.0和1.5mm,水平方向和垂直方向其余闭轨畸变均方根分别为45.14和27.62μm。