[发明专利]一种基于脉冲闭环模式的回旋加速器优化启动方法

说明书

本发明公开了一种基于脉冲闭环模式的回旋加速器优化启动方法，其特点是：初始化准备工作；进入脉冲闭环模式下的低功率调谐状态并实现低功率调谐状态下的调谐闭环；进入脉冲闭环模式下的脉冲搜索状态并实现脉冲搜索状态下的调谐闭环；进入脉冲闭环模式下的功率提升状态并实现功率提升状态下的幅度闭环；进入脉冲闭环模式下的正常运行状态并实现正常运行状态下的腔压平衡。本发明采用预调谐点+脉冲闭环模式，采用预调谐点方式，使得进入脉冲搜索状态功率提升时、以及进入功率提升状态时，都能做到给腔体的输入的功率最大，腔体反射回来的功率最小；采用脉冲闭环模式，避免了在脉冲搜索、功率提升、正常运行阶段因功率过高而带来的安全隐患。

技术领域

本发明涉及回旋加速器高频低电平系统设计技术，具体涉及一种基于脉冲闭环模式的回旋加速器优化启动方法。

背景技术

回旋加速器高频腔启动过程遇到三个难点：第一个难点是要躲过次级电子倍增效应区域，因为次级电子倍增效应会限制高频系统的功率提升；第二个难点是要找到调谐点，因为调谐点找不到，即使跨越了次级电子倍增效应区域，仍然会限制高频系统的功率提升，找到调谐点的困难在于：中国原子能院设计的紧凑型回旋加速器，其次级电子倍增区域的起始点功率更低，将近为几十毫瓦，是现有技术级电子倍增区域的起始点最低1瓦近100倍，在超低功率下找到调谐点，其设计难度更大；第三个难点在于：即使找到了调谐点、跨越了次级电子倍增效应区域，但在功率提升后的高电平连续信号阶段又会遇到新的问题：一方面要求信号为高功率信号，一方面当信号功率过高时，如果腔体的品质因数Q不够高，会导致反射功率过大从而烧毁发射机和耦合窗。例如当找到调谐点后，采用脉冲展宽的方式跨越电子倍增区域，脉冲展宽到50％后就成为连续信号、在连续信号下进入功率提升和正常运行阶段，后二个阶段要求功率保持高功率，但由于是连续的高功率信号，当积累到一定程度时极有可能会烧毁发射机和耦合窗。

发明内容

本发明针对现有技术存在的问题，提出一种基于脉冲闭环模式的回旋加速器优化启动方法，第一目的在于解决超低功率下找到调谐点的问题，第二目的在于解决高功率连续信号下容易击穿和烧毁腔体的问题。

本发明为解决其技术问题提出以下技术方案：

一种基于脉冲闭环模式的回旋加速器优化启动方法，其特点是，包括以下步骤：

步骤一、初始化准备工作

1)建立回旋加速器低电平系统的一键启动流程；

2)建立CPU状态机，状态机状态为S0～S4；

步骤二、进入脉冲闭环模式下的低功率调谐状态并实现低功率调谐状态下的调谐闭环；

步骤三、进入脉冲闭环模式下的脉冲搜索状态并实现脉冲搜索状态下的调谐闭环；

步骤四、进入脉冲闭环模式下的功率提升状态并实现功率提升状态下的幅度闭环；

步骤五、进入脉冲闭环模式下的正常运行状态并实现正常运行状态下的腔压平衡。

进一步地，所述步骤二的进入脉冲闭环模式下的低功率调谐状态并实现低功率调谐状态下的调谐闭环，具体过程如下：

1)低电平调制输出模块向加速器腔体输入一个低电平脉冲信号，该低电平脉冲信号驱动加速器腔体，通过取样电缆从加速器取样获得调谐模块的腔体正向信号Forward、腔体取样信号Pickup1、腔体取样信号Pickup2；

2)CPU状态机从关闭状态s0转向低功率调谐状态s1，并将s1发送给数字控制器，

3)数字控制器分别给调谐模块的高频开关1和高频开关2、以及低电平调制输出模块的高压开关3一个低电平信号；