中國散裂中子源（CSNS）經(jīng)理部在中科院高能物理研究所日前組織召開了CSNS/RCS射頻低電平控制系統(tǒng)樣機(jī)驗收鑒定會。來自中科院上海應(yīng)用物理研究所、中科院近代物理研究所和高能物理研究所的專家首先對RCS射頻低電平控制系統(tǒng)樣機(jī)進(jìn)行了現(xiàn)場測試，隨后聽取了項目組的研制報告和測試組的現(xiàn)場測試報告與結(jié)論。鑒定組認(rèn)為：CSNS/RCS的嵌入式全數(shù)字低電平控制系統(tǒng)樣機(jī)總體架構(gòu)設(shè)計合理，F(xiàn)PGA板卡功能和性能、EPICS軟件控制功能、數(shù)據(jù)傳輸帶寬、低電平控制回路精度等技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到或優(yōu)于預(yù)研設(shè)計要求。

RCS射頻低電平控制系統(tǒng)是一個多控制回路的復(fù)雜控制系統(tǒng)，由CSNS加速器分總體環(huán)射頻系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的科研人員合作設(shè)計研發(fā)。其低電平數(shù)字控制系統(tǒng)樣機(jī)采用基于CPCI總線的全數(shù)字化嵌入式硬件架構(gòu)，由根據(jù)系統(tǒng)實際需求專門研制的FPGA板卡實現(xiàn)各項控制功能，并通過運(yùn)行在VxWorks操作系統(tǒng)下的EPICS控制系統(tǒng)完成對低電平系統(tǒng)的實時監(jiān)控與管理。

課題組在樣機(jī)研制過程中通過FPGA控制算法的設(shè)計研究，解決了RCS射頻系統(tǒng)在快速掃頻和腔壓大動態(tài)范圍變化情況下的系統(tǒng)調(diào)諧、腔體非線性補(bǔ)償，以及控制回路的自適應(yīng)前饋控制等關(guān)鍵性技術(shù)難題，實現(xiàn)了在50%占空比、25Hz重復(fù)頻率掃頻模式下的穩(wěn)定工作，掃頻范圍1.02~2.44MHz，腔間隙電壓1.29~10.3kV，系統(tǒng)調(diào)諧和腔壓幅度控制精度都達(dá)到設(shè)計要求，并通過了24小時的系統(tǒng)可靠性實驗。課題組還攻克了嵌入式控制系統(tǒng)集成和總線驅(qū)動等技術(shù)難關(guān)，使低電平控制系統(tǒng)具備與EPICS數(shù)據(jù)庫進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)哪芰Γ到y(tǒng)實際數(shù)據(jù)帶寬達(dá)到214MB/s。

該樣機(jī)的研制成功為CSNS/RCS嵌入式數(shù)字低電平控制系統(tǒng)的工程建造奠定了堅實的基礎(chǔ)。