【摘 要】
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中国散裂中子源(CSNS)是正在建设中的中国第一台散裂中子源。建成后,它将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源,并进入世界四大脉冲散裂中子源行列,将为国内外科学家提供世界一
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中国散裂中子源(CSNS)是正在建设中的中国第一台散裂中子源。建成后,它将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源,并进入世界四大脉冲散裂中子源行列,将为国内外科学家提供世界一流的中子科学综合实验装置。快循环同步加速器(RCS)是CSNS的主环,它将经过直线加速器预加速的束流进行累积并加速到引出能量1.6GeV。RCS高频低电平(LLRF)系统的任务是保证高频系统严格按照电压、相位、频率的优化工作曲线运行,同时还要克服束流负载效应造成的系统不稳定性问题。它要完成腔压幅度控制、同步相位控制和自动调谐等功能。LLRF远控系统负责将LLRF系统接入到EPICS控制系统框架中,完成EPICS架构下对LLRF系统的监控,并使其与中央控制室上位机进行实时数据通信。 出于对传输带宽的考虑,RCS LLRF系统选用cPCI总线,而不是在EPICS控制系统中广泛使用的VME总线。从而,需要研究EPICS对cPCI设备的控制方法,并研制高频低电平远控系统样机。本论文作者首先分析了cPCI总线在国内外EPICS控制系统中的应用;随后研究了PCI总线协议,以及在vxWorks操作系统下,EPICS对cPCI设备的控制方法;然后通过对PMC-EVR-230和cPCI-EVR-300两块板卡的实验,实现了EPICS对通用cPCI设备的控制;在技术路线已经完全打通的情况下,成功开发了LLRF远控系统样机,性能测试结果满足系统要求;最后与LLRF系统进行带腔联调,系统的功能和性能得到验证;此外,作者还研究并实现了高精度时间标记方法。 RCS LLRF系统需要使用cPCI总线进行数据通信和设备控制,因此本论文作者的研究内容和研制的样机是工程所必需的。同时,由于cPCI总线在国内的EPICS控制系统中应用较少,本论文的研究也将推动cPCI总线在国内EPICS控制系统中的进一步应用。
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