近日，中科院高能所高能同步輻射光源HEPS自主研發(fā)的調(diào)束軟件基礎(chǔ)架構(gòu)Pyapas（PYthon-based Accelerator Physics Application Set）和上層物理調(diào)束軟件成功應(yīng)用于HEPS直線加速器束流調(diào)試，助力直線加速器工作模式的快速在線優(yōu)化，開(kāi)機(jī)僅兩小時(shí)即實(shí)現(xiàn)束流全線貫通，實(shí)現(xiàn)了HEPS束流調(diào)試開(kāi)門(mén)紅。
HEPS加速器物理系統(tǒng)于2021年初部署自主開(kāi)發(fā)全新調(diào)束軟件基礎(chǔ)架構(gòu)Pyapas，由東莞研究部盧曉含主導(dǎo)設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)兩年多的開(kāi)發(fā)測(cè)試，框架和調(diào)束軟件的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)已基本完成，為HEPS加速器束流調(diào)試和運(yùn)行打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。上層調(diào)束軟件依托調(diào)束軟件基礎(chǔ)架構(gòu)開(kāi)發(fā)，是加速器束流調(diào)試和運(yùn)行的必備工具。在過(guò)去幾十年中，國(guó)際上研發(fā)了多個(gè)調(diào)束軟件基礎(chǔ)架構(gòu)，如SDDS(APS)、XAL(SNS)、MML(SLAC)、SAD(KEK)等，并在不同加速器大科學(xué)裝置中得到了應(yīng)用，我國(guó)已運(yùn)行的同步輻射光源加速器上層調(diào)束軟件均基于上述基礎(chǔ)架構(gòu)開(kāi)發(fā)。HEPS工程總指揮潘衛(wèi)民指出，HEPS作為我國(guó)第一臺(tái)第四代同步輻射光源，為了獲得更小的發(fā)射度，儲(chǔ)存環(huán)采用了緊湊型的多彎鐵消色散結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，同時(shí)使用了大量的組合型磁鐵，磁場(chǎng)間的干涉效應(yīng)也更為明顯，磁鐵的數(shù)量也提升了一個(gè)量級(jí)，這給束流參數(shù)的調(diào)控帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)，已有調(diào)束軟件基礎(chǔ)架構(gòu)無(wú)法很好地滿足HEPS束流調(diào)試及運(yùn)行的需求，因此，需要自主研發(fā)適合HEPS調(diào)束需求的軟件基礎(chǔ)架構(gòu)。
Pyapas是一套面向物理的、高性能、可擴(kuò)展的、功能完備的物理調(diào)束軟件基礎(chǔ)架構(gòu)，采用基于物理模型的控制策略，構(gòu)建了包含元件映射層和數(shù)學(xué)建模層“雙層結(jié)構(gòu)”的物理模型模塊，可實(shí)現(xiàn)束流參數(shù)在線模擬計(jì)算及實(shí)時(shí)反饋調(diào)節(jié)，可用于解決第四代同步輻射光源調(diào)束過(guò)程中復(fù)雜的參數(shù)調(diào)節(jié)問(wèn)題；整體框架采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)物理調(diào)束軟件的需求，將整個(gè)框架劃分成不同模塊，每個(gè)模塊獨(dú)立構(gòu)建并設(shè)計(jì)相應(yīng)的調(diào)用協(xié)議，提高了基礎(chǔ)架構(gòu)的可擴(kuò)展性和適應(yīng)性。
HEPS工程加速器部副主任、物理系統(tǒng)負(fù)責(zé)人焦毅說(shuō):“作為加速器調(diào)束和運(yùn)行的軟件框架，Pyapas完全基于物理量進(jìn)行設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)，便于物理調(diào)束人員更直觀地分析物理現(xiàn)象、調(diào)節(jié)物理參數(shù)，基于Pyapas開(kāi)發(fā)的直線加速器物理調(diào)束軟件已成功應(yīng)用于HEPS束流調(diào)試，助力直線加速器快速全線貫通，Pyapas的實(shí)用性和可靠性基本得到了驗(yàn)證?！蹦壳?，HEPS增強(qiáng)器調(diào)束軟件已基本完成開(kāi)發(fā)，計(jì)劃于今年四月在中央控制室進(jìn)行部署及測(cè)試，儲(chǔ)存環(huán)調(diào)束軟件開(kāi)發(fā)也在有序進(jìn)行中。
Pyapas應(yīng)用于HEPS直線加速器調(diào)束
基于物理量的直線控制程序
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