论文部分内容阅读
电子枪产生的束流通过加速管时,束流在高频电磁场中运动,不断得到微波能量而不断被加速,最后将加速到的高能、高功率的电子束从加速管出口从输出窗输出,对物品进行辐照。辐照加工技术具有穿透能力强、能耗低、安全和无污染等优点,在食品辐照领域应用日益广泛。为了满足辐照加工技术的需求,对于辐照加速器测控系统的研究成为迫切需要解决的问题。为此,本文基于EPICS和Labview,通过理论分析,并结合实验方法,设计了辐照加速器测控系统,其加速器场平坦度达到1.43%,幅度稳定度达到±1%,相位稳定度达到±1°,可以应用到食品、军品和农业等辐照加工领域。辐照加速器测控系统的整体设计主要包括加速器场平坦度调节系统和加速器幅相控制系统。场平坦度调节系统使得加速器每个腔体有相等的电场,保证腔有最大的净加速电压和最小的峰值表面电场。加速器幅相控制系统保证加速高频电场的幅度和相位稳定在允许范围内,使电子束获得最大的能量。本文基于EPICS和Labview联合开发了辐照加速器测控系统的上层应用端,并借助I/O Server接口技术,开发了上位机统一的CSS控制界面,实现了EPICS和Labview之间数据的互通有无。通过分析场平坦度理论,开发了场平坦度调节程序,计算获得单腔所需要的调节频率。同时,通过搭建加速器控制模型,分析了加速器阶跃响应反馈系统的稳定性,确定了比例积分控制器中的参数。并将磁控管注入锁频技术、大功率合成技术和数字技术结合在一起,实现了加速器频率、幅度和相位的控制。对所设计的辐照加速器控制系统的性能进行了测试实验,结果表明,辐照加速器控制系统设计合理,满足要求。本文对辐照加速器控制系统的研究,为其场平坦度的调节的研究提供了理论基础,为其加速器幅相控制策略的研究提供了新的控制理念。