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即将开建的高能光源是各项设计指标均力求世界一流水平的衍射极限环光源,具有超低发射度,追求超高的束流轨道稳定性。储存环上的BPM测量系统在实现束流轨道稳定性中发挥着极其重要的作用。本论文即以BPM测量系统为核心,将BPM系统相关的、包括束流在内的所有相关因子进行统一考虑,对高能光源实现束流轨道稳定性进行一系列的工作。
储存环束流动力学是研究束流轨道稳定性的基础,BPM测量束流位置的工作原理有助于对BPM数据的分析。
以机械的振动和温度形变为代表的低频干扰,是影响束流轨道稳定性的关键因素之一。为实现储存环元件具有良好的机械稳定性,振动的影响机制、振动的来源分类、振动在各元件之间的传递途径、储存环地基振动水平的实现和储存环内部振源的抑制进行了研究。为束流轨道稳定及BPM RF前端提供优良的工作条件。
为实现HEPS中束流位置测量系统(BPM)的分辨率达到亚μm量级的要求,在BEPCII上对BPM数据进行分析。BPM性能可以使用数据PSD在指定频率区间的积分有效值进行衡量,将BPM的性能与BPM数据在频域的峰值相联系。其中峰值的影响与后端电缆电子学无关,主要来自BPMRF前端。BPM RF真空室振动和位移变化会代入BPM数据中,其中位移变化主要来自环境温度变化和束流热效应。BPM数据包含着全环所有的干扰源信息,包括四极铁的振动,结合束流动力学,使用有限数量的BPM数据和振动测量数据可准确定位振动源点。
为抑制由于机械振动、机械温度形变因素等对BPM RF前端机械稳定性的影响,设计BPM独立稳定支撑系统,使其具有较高的本征频率,较小的振动放大比,较小的温度形变。首先、考虑温度形变选取Invar合金作为支架的主体结构材料。其次、利用ANSYS软件仿真优化、拓扑优化寻找限制空间内具有最大本征频率的模型结构。最后、对支架进行加工、安装及测量,分析测量结果与仿真结果的差异,改进安装方式,最终确定使用混凝土浇筑工艺来加固支架安装。
储存环束流动力学是研究束流轨道稳定性的基础,BPM测量束流位置的工作原理有助于对BPM数据的分析。
以机械的振动和温度形变为代表的低频干扰,是影响束流轨道稳定性的关键因素之一。为实现储存环元件具有良好的机械稳定性,振动的影响机制、振动的来源分类、振动在各元件之间的传递途径、储存环地基振动水平的实现和储存环内部振源的抑制进行了研究。为束流轨道稳定及BPM RF前端提供优良的工作条件。
为实现HEPS中束流位置测量系统(BPM)的分辨率达到亚μm量级的要求,在BEPCII上对BPM数据进行分析。BPM性能可以使用数据PSD在指定频率区间的积分有效值进行衡量,将BPM的性能与BPM数据在频域的峰值相联系。其中峰值的影响与后端电缆电子学无关,主要来自BPMRF前端。BPM RF真空室振动和位移变化会代入BPM数据中,其中位移变化主要来自环境温度变化和束流热效应。BPM数据包含着全环所有的干扰源信息,包括四极铁的振动,结合束流动力学,使用有限数量的BPM数据和振动测量数据可准确定位振动源点。
为抑制由于机械振动、机械温度形变因素等对BPM RF前端机械稳定性的影响,设计BPM独立稳定支撑系统,使其具有较高的本征频率,较小的振动放大比,较小的温度形变。首先、考虑温度形变选取Invar合金作为支架的主体结构材料。其次、利用ANSYS软件仿真优化、拓扑优化寻找限制空间内具有最大本征频率的模型结构。最后、对支架进行加工、安装及测量,分析测量结果与仿真结果的差异,改进安装方式,最终确定使用混凝土浇筑工艺来加固支架安装。