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粒子加速器是由很多元件组成的复杂系统，包括大量的机器和束流参数。在设计和调束运行阶段，经常需要在多维变量空间中对加速器的各种性能参数进行优化。随着计算机技术和优化算法的不断发展，各个实验室根据其加速器的不同需求提出相应优化算法的应用。 稳健型共轭方向搜索方法(Robust Conjugate Direction Search method，RCDS)是由美国SLAC国家实验室黄小彪等人提出的基于Powell算法的一种改进型共轭方向搜索算法,该算法对噪声具有较高的容忍度。RCDS算法已经有效地应用于在线优化SPEAR3光源的性能。 本课题的一部分是利用RCDS算法优化北京正负电子对撞机(BEPCⅡ)对撞亮度的数值模拟研究和在线实验研究。通过理论给出的亮度公式模拟分析机器运行调束时常用物理变量对亮度的影响，验证利用该算法优化对撞机亮度的可行性，并且预期在实际机器应用中的效果以及可能存在的限制。为了实现RCDS方法的在线应用，本课题对算法的目标函数、优化变量、优化时间等参数以及程序的安全可靠性、易操作性都进行了详细的实验测试，并给出合理可行的方案，在实验中测试并验证了程序的有效性。在BEPCⅡ机器更换模式重启之后，在线应用程序自动调节参数，优化机器状态，并得到值班人员手动调试验证。 本课题的另一部分是利用RCDS算法优化中国散裂中子源(CSNS)快循环同步加速器(RCS)束流准直系统的数值实验。束流损失是CSNS/RCS的一项重要性能指标。CSNS/RCS采用二级束流准直系统限制不可控束流损失。调节四个次级准直器的挡块位置来改变横向接收度，利用RCDS方法对所构造的反映准直系统性能的目标函数进行优化。通过改进算法，将OBRIT模拟程序的并行模块与MATLAB并行计算工具箱进行组合，提出可以在算法中同时计算多个ORBIT模拟事例的方法，从而有效地缩减优化时间，提高优化效率。课题提供了一个可行的方法，能够针对一个机器模式快速给出一组次级准直器的最优参数组合，为CSNS/RCS调束运行中准直系统的设置提供了依据，并为进一步实现束流准直系统的在线优化打下了基础。