基于矢量IQ测控技术的辐照加速器能量连续调节机理研究
结题报告
批准号:
51405027
项目类别:
青年科学基金项目
资助金额:
25.0 万元
负责人:
张力平
依托单位:
学科分类:
E0506.机械设计学
结题年份:
2017
批准年份:
2014
项目状态:
已结题
项目参与者:
孙安、张峥嵘、张军、台三朋、桂宏凡
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中文摘要
以辐照加速器为辐照源的辐射加工在发达国家已成为经济发展的新增长点。通用辐照加速器的电子输出能量要么不能改变,要么变化范围很小且不能连续调节。我们研究出一种新型的驻波辐照加速器结构,其输出能量在1.2MeV-12MeV范围内连续可调。该结构代表目前辐照加速器研究的最前沿课题,它能否正常运行的关键是束流动力学与输入功率匹配、以及束流损失问题。在本项目中,基于目前的数字矢量IQ控制技术,我们将研究与该加速器匹配的束流动力学模型、工作机理以及相应的数字低电平控制系统,包括幅度反馈控制算法和相位反馈控制算法;大功率高频功分器的精确调节与控制问题。. 通过本课题研究,我们将解决该加速器技术实现途径,力争取得若干有显示度的研究成果,形成一系列自主知识产权,为实现输出能量连续可调辐照加速器的稳定工作提供必要的的基础研究支撑。
英文摘要
Irradiation processing with accelerator has been their new economic growth point in developed country. At present, the most irradiation accelerators cannot vary its output energy, even can, but their output-energy variation range is too narrow. In order to solve those issues, we has developed a new standing wave accelerating structure, which is used for a variable output-energy irradiation accelerator (1.2MeV-12MeV). The new accelerating structure represent the most advanced contents in the irradiator research. The match between the beam dynamic and the input power and the beam loss are the key questions in the accelerator normal operation. In this subject, based on the vector IQ control technology, in order to make the new accelerating structure work well, we should study the beam dynamic model matched the accelerator, working mechanism, the according high frequency low level vector control method (the magnitude feedback control algorithm and the phase position feedback control algorithm), and the close regulation and control on the high power divider. . With the project being completed, we will have an outstanding research in the irradiation accelerator with the variable-energy output, and we will take the first step in settling the difficult problem of the accelerator's energy continuously adjusting.
项目背景:.以辐照加速器为辐照源的辐射加工在发达国家已成为经济发展的新增长点。通用辐照加速器的电子输出能量要么不能改变,要么变化范围很小且不能连续调节。我们研究出一种新型的 驻波辐照加速器结构,其输出能量在1.2MeV-12MeV范围内连续可调。该结构代表目前辐照加速器研究的最前沿课题,它能否正常运行的关键是束流动力学与输入功率匹配、以及束流损失等问题。本课题以此为研究对象,对其关键问题以及相关的高级控制问题进行了深入的研究,旨在为实现输出能量连续可调辐照加速器的稳定工作提供必要的基础研究支撑。.主要研究内容:.1.在本项目中,基于目前的数字矢量IQ控制技术,我们研究了与该加速器匹配的束流动力学模型、工作机理以及相应的数字低电平控制系统,包括幅度反馈控制算法和相位反馈控制算法;.2.对两段加速结构之间的频率匹配问题进行了研究,引入了谐波估计方法,采用纯计算机控制的基于FPGA 的高频低电平数字控制技术来调节机械频率调节器。实现了用低电平控制系统来快速、准确地实现系统的自动控制。.3.研究了大功率高频功分器的精确调节与控制问题,就平稳场与功率连续分配系统的协调控制方法进行了深入研究,在此基础上开发出了功分器机构,并申请了相关专利保护。.4.在课题资助下和实验的同时,我们研发出了高性能Feedthrough,解决了Feedthrough制造过程中的工艺难题,完成了Feedthrough的国产化 。. .重要结果及关键数据:.1.完善了测控系统硬件平台和控制算法,分别组织团队成员对Fpga的线路设计、控制板开发和基于该系统的软件编程进行了深入研究。目前,在与南京大学充分合作的基础上,硬件平台基本上搭建完成,控制软件已开发出来并完成测试。.2.在课题的资助下,高功率低损耗六路功分器已研发出来并应用在测试系统中。相关结果已发表论文并申请专利保护。. .科学意义:.在该课题的资助下,解决了能量连续可调辐照加速器的主要技术实现途径,设计并研发了关键部件,开发了主要控制方法,整个技术的样本系统正在与相关企业合作实现。
期刊论文列表
专著列表
科研奖励列表
会议论文列表
专利列表
DOI:--
发表时间:2016
期刊:上东交通学院学报
影响因子:--
作者:涂世军;张力平;张文涛
通讯作者:张文涛
DOI:10.16652/j.issn.1004-373x.2017.18.034
发表时间:2017
期刊:现代电子技术
影响因子:--
作者:张力平;周彭博;左秀权;王兵;孙安
通讯作者:孙安
Chiral phase transition in a Finite Volume
有限体积中的手性相变
DOI:--
发表时间:--
期刊:Chinese Physics C
影响因子:3.6
作者:Chao Shi;Wenbao Jia;An Sun;Liping Zhang;Hongshi Zong
通讯作者:Hongshi Zong
DOI:--
发表时间:--
期刊:装备制造技术
影响因子:--
作者:张文涛;张鹏蛟;赵鹏;张力平
通讯作者:张力平
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