Modelowanie systemu sterowania nadprzewodzącej wnęki rezonansowej akceleratora liniowego

• Autorzy: Czarski T.

Warianty tytułu

EN

Control system modeling for superconducting accelerator

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Artykuł przedstawia system sterowania akceleratora linowego w technologii TESLA (TeV-Energy Superconducting Linear Akcelerator). Sterowanie nadprzewodzącej wnęki z wykorzystaniem układów FPGA zrealizowane zostało w ośrodku DESY w Hamburgu. Przeprowadzone testy koncentrowały się na rozpoznaniu obiektu i weryfikacji proponowanych metod sterowania. Elementarna analiza rezonatora wnękowego w oparciu o uproszczony model elektryczny obejmuje rozważania sygnałowe i energetyczne. Identyfikacja parametrów wnęki pozwala osiągnąć wymagane warunki pracy: napełnianie wnęki polem EM w warunkach rezonansu a następnie stabilizację pola z dopuszczalnym poborem mocy. Sterowanie bezpośrednie w układzie otwartym zgodnie z modelem procesu jest skutecznym wspomaganiem metody sprzężenia zwrotnego. Kalibracja i korekcja toru sygnałowego stanowi kluczowy fragment procedury. Przedstawiono wybrane rezultaty testu w typowych warunkach pracy rezonatora.

EN

The cavity control system for the TESLA — TeV-Energy Superconducting Linear Accelerator project is preliminary introduced in this paper. The elementary analysis of the cavity resonator with signal and power considerations is presented. The digital control of the superconductive cavity has been performed by applying the FPGA (Field Programmable Gate Array) technology system in DESY Hamburg. These experiments focused attention on the general recognition of the cavity features and projected control methods. An electrical model of the resonator was taken as a starting point. Calibration and correction of the signal path is considered key in preparation for the efficient driving of a cavity. Identification of the resonator parameters has been proven to be a successful approach in achieving required performance; i.e. driving on resonance during filling and field stabilization during flattop time while requiring reasonable levels of power consumption. Feed-forward and feedback modes were successfully applied in operating the cavity. Representative results of the experiments are presented for the typical operational condition.

Słowa kluczowe

PL

TESLA; FPGA; nadprzewodząca wnęka rezonansowa; sterowanie akceleratora

EN

TESLA; FPGA; superconductive cavity; cavity control

• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN SA
• Czasopismo: Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 52, z. 4
• Strony: 643--653
• Opis fizyczny: Bibliogr. 6 poz., wykr.

Twórcy

autor

Czarski T.

• Instytut Systemów Elektronicznych, Politechnika Warszawska, ul. Nowowiejska 15/19, 00-665 Warszawa,

Bibliografia

• 1. T. Schilcher: Vector Sum Control of Pulsed Accelerating Fields in Lorentz Force Detuned Superconducting Cavities, Ph. D. thesis, Hamburg, 1998.
• 2. A.H. Hofler, V. Ayvazyan, A. Brandt, S. Simrock, T. Czarski, J.R. Delayen, T. Matsumoto: RF Control Modelling Issues for Future Superconducting Accelerators, LINAC 2004 - Proceedings Lübeck, Germany.
• 3. K.T. Poźniak, T. Czarski, R.S. Romaniuk: System pomiarowokontrolny dla nadprzewodzącej, mikrofalowej wnęki rezonansowej akceleratora TESLA i europejskiego lasera XEL, Kwartalnik Elektroniki i Telekomunikacji PAN, Vol. 51, No 1, 2005, pp. 175-210.
• 4. T. Czarski, R.S. Romaniuk, K.T. Późniak, S. Simrock: TESLA cavity modeling and digital implementation in FPGA technology for control system development, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment -Volume 556, Issue 2, 15 January 2006, pp. 565-576.
• 5. T. Czarski, R.S. Romaniuk, K.T. Późniak, S. Simrock: Cavity parameters identification for TESLA control system development, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment-Volume 548, Issue 3, 21 August 2005, pp. 283-618.
• 6. http://www.desy.de [Deutsche Elektronen-Synchrotron DESY]