多尺度法与准等时同步加速器粒子纵向运动的稳定性

在经典力学框架内和小振幅近似下,把准等时同步加速器中的粒子纵向运动方程化为具有阻尼项、受迫项的广义维尔斯特拉斯方程。在无扰动情况下,用维尔斯特拉斯函数分析了系统的相平面特征;在扰动情况下,用多尺度法讨论了系统的稳定性。结果表明,在相平面上,分支轨道是一条过不稳定点的同宿轨道,包围的区域呈"鱼形"或α形。系统的稳定性由"鱼形"区的面积决定,面积越大系统越稳定;结果还表明,系统除了ωm=1的主共振外,还存在ωm=2,1/2的超次谐共振,并找到了系统稳定性的临界条件。