合肥光源在经过重大维修改造之后,于2015年1月正式投入运行。改造后的光源称为HLS-Ⅱ。在光源调试和运行期间,基于物理量控制系统及在其基础上开发的上层物理应用起到了重要作用。基于物理量控制系统是以物理量作为直接控制对象,实现了对各种加速器元件的物理量(如磁铁磁场和束流能量等)进行直接操控,进而实现了对储存环和束流参数的直接控制。物理量和工程量的转换在控制系统内部实现,不同的控制和调试分析软件共享数据,提高了系统的灵活性和数据转换效率,很好地满足了光源调试和机器研究以及光源运行的需求。论文在调研当前加速器控制系统以及基于控制系统的物理应用的基础上,研发了HLS-II基于物理量控制系统；介绍了该系统的硬件和软件结构,并从“物理量与工程量之间的转换”、“物理记录间同步”和“不同功能模块的硬件共享”三个方面详细描述了它的基本原理和功能；给出了该系统的性能测试结果,结果表明该系统完全可以满足光源调试和运行的需要。在基于物理量控制系统的基础上开发了多种上层物理应用。论文详细介绍了其中几个典型的应用,即储存环Lattice标定和束流光学参数校正、注入器与储存环能量匹配和储存环插入元件Lattice补偿、储存环束流闭轨反馈。利用校正铁和BPM测量的响应矩阵所包含的信息进行了HLS-Ⅱ Lattice标定和光学参数校正。在此过程中,采用LOCO进行Lattice拟合,并利用HLS-Ⅱ控制系统中“不同功能模块的硬件共享”功能来同时实现储存环Lattice校正,使得储存环的实际Lattice很好地和理论模型吻合。利用HLS-Ⅱ控制系统“物理记录间同步”功能进行了注入器和储存环的能量匹配,方便了光源的调试；利用HLS-Ⅱ控制系统中“不同功能模块的硬件共享”功能进行储存环插入元件的Lattice补偿,消除了插入件对储存环光学参数的影响,降低了插入件的非线性效应。储存环束流轨道稳定性是同步辐射光源的一项重要性能指标,提高束流轨道稳定性也是HLS-Ⅱ调束软件的主要任务。论文从束流闭轨校正的原理和方法、校正铁电源稳定性对束流轨道的影响、束流闭轨反馈目标轨道的测量、以及反馈软件的开发等方面介绍HLS-Ⅱ束流闭轨反馈系统。束流闭轨反馈使全环轨道的稳定性大幅提高,使得束流轨道长期稳定性4μm (RMS),接近三代同步辐射光源水平。本论文开发的HLS-Ⅱ基于物理量控制系统,在国内首次实现了对加速器元件物理量的直接控制。在此基础上开发的上层物理应用已在HLS-Ⅱ调试期间发挥了重要作用,也为HLS-Ⅱ的稳定、高品质运行提供着必要保证。