摘要：双聚焦质量分析器是二次离子质谱的重要组成部分,而质谱磁铁在工作点磁场的稳定度与双聚焦质量分析器的质量分辨直接相关。质谱磁铁工作点磁场的高精度测量是实现质谱磁铁工作点的高稳定度的先决条件。基于新开发的多路ADC+FPGA数据采集平台,通过4路霍尔传感器和1路直流电流传感器的信号融合,基于Kalman滤波器设计了多传感器融合算法,实现了对磁场的高精度测量。经测试,由Danfysik电源给定励磁电流,在0.5 T场强条件下,磁场测量精度达到30×10^(-6),各项指标优于只采用单一种类传感器的测量方法,满足二次离子质谱仪质谱磁铁的磁场测量需求。

摘要：在加速器驱动次临界系统里,束流强度的自动控制非常重要。本工作研究了加速器驱动嬗变研究装置(CiADS)束流强度的比例-积分-微分(PID)自动控制技术及其实现。设计了优化的遗传算法来提取PID控制器的参数,优化的遗传算法将PID控制参数用一串二进制码表示。在种群初始化时,充分考虑了每串二进制码最高有效位的初始化,大大地加快了寻找最佳PID参数值的速度。参照加速器低能传输段质子束高斯分布特征建立了束流强度模型,并仿真验证了遗传算法得到PID控制参数的可靠性。仿真计算结果表明,束流半高宽的变化或者束流中心的偏离均会导致束流强度的变化。利用遗传算法得到的PID控制参数可以精确地控制束流强度至设定值并保持稳定。然后,在分布式控制系统(DCS)中实现了束流强度的自动和手动控制功能。在自动控制功能里,束流强度测量值送入DCS系统并与设定值比较,通过PID控制器计算出新的光阑孔径值和光阑旋转角,并用来调节束流强度。最后,利用DCS系统手动调节功能测试了光阑转角的精度。测量结果表明,光阑转角偏差小于0.002°,束流强度的调节精度达到0.00005 A。