亮度是同步辐射光源的一个重要性能指标,它是由辐射装置和束流品质共同决定的。从储存环物理设计者的角度讲,通过降低发射度的办法实现高亮度的相干辐射是非常有意义的。下一代的衍射极限储存环的发射度在10pmrad量级,相比于现在国际上运行的同步辐射装置低了两三个数量级。虽然降低发射度有利于提高亮度,但是超低发射度的设计目标给储存环物理设计者提出了很多挑战：怎样在权衡众多约束和目标的前提下有效降低发射度至衍射极限,并在非常强的四极铁聚焦结构中实现足够大的动力学孔径已经成为了加速器界的热门课题。我们以优化衍射极限储存环中的线性参数和非线性动力学孔径作为博士研究课题,目标是为同步辐射装置通过降低束流发射度来提高光源亮度发展高效率的研究方法。论文采用遗传算法和并行计算相结合,以数仇跟踪的方法直接评估储存环非线性表现,以此为依据对储存环中的参数进行了优化设计,推进了衍射极限同步辐射光源在物理上实现的可能性。针对动力学孔径这无法通过解析标识量准确衡量的非线性系统稳定边界,我们利用跟踪粒r的丢失情况给出了其数值化的标准。利用这一数值标准使计算机自动判断优化过程中出现的每个解的动力学孔径质量,充分发挥遗传算法的全局搜索能力,并克服了用某些解析标识量来衡量一个储存环非线性表现的不确定性。本论文中,针对不同的优化问题,我们分别采用了GLASS全局数值扫描方法,单目标遗传算法和多目标遗传算法之NSGA-Ⅱ对储存环的参数优化方法做了比较系统的分析。对于合肥光源的低发射度模式设计,我们使用的是GLASS全局扫描方法。因为lattice内变量很少,通过山粗粒度到细粒度的扫描很容易得至lattice所能实现的最优解。对于合肥光源改造工程的lattice我们利用多目标遗传算法分别设计了消色散模式、非消散模式、低动量紧缩因子模式和为安装EPU需求而设计的高低beta模式,充分验证遗传优化算法的可行性和高效性。合肥先进光源储存环的变量多,全局优化难度高,为此我们利用遗传算法逐渐收敛到可行区域的特性,首先通过优化线性参数而降低线性磁铁的变量范围,然后将线性变量约束在这一区域内同时优化四极铁强度和六极铁强度来实现同时降低发射度和增加动力学孔径的目的。论文所发展的程序可以获得满足多个设计目标和约束条件的可行解集,为设计人员确定储存环设计和运行参数提供了多种选择。总之,论文发展了直接以动力学孔径和束流发射度为优化目标,基于并行计算架构多日标遗传算法的储存环设计与优化程序,能够直接地、高效率地寻找到给定变量空间的满足设计目标的可行解集,为储存环的设计及运行参数优化提供有益的指导。