Введение к работе
Актуальность задачи. Современная экспериментальная фіппка. щучая все более и более редкие события, предъявляет более жесткие требования к характеристикам пучка и, следовательно, к системам у< коре-нпя п транспортировки. Сложность, высокая стоимость эксплуатации сегодняшних магнитооптических систем, жесткие допуски на параметры пучка делают неэффективным, а порой и невозможным управление ими вручную. Автоматизация процесса управлення, с одной стороны, позволяет разрабатывать п использовать более сложные алгоритмы, требующие значительных объемов вычислений, но более эффективные по сравнению с ручной настройкой, а. с другой стороны, ставит задачу повышения их надежности.
Однако, если средства мониторинга развивались достаточно давно и успешно, проблемы автоматизированного управления параметрами пучка значительно отстают в своем развитии. В определенной степени это связано с необходимостью решения в ходе управления обратной, нелинейном задачи вида
F(X,Z)=Y, (1)
где Л" — варьируемые параметры магнитооптической системы, Z \\ У параметры пучка, соответственно, на входе и выходе из магнитооптической системы. Необходимо обеспечить с заданной точностью равенство выходных параметров пучка требуемым значениям в условиях, когда параметры системы Л" и входные параметры пучка Z могут самопроизвольно меняться в определенных пределах с течением времени. Кроме -mm. являясь экспериментально измеренными величинами, векторы А', У. Z ш-нестны с конечной точностью, равно как п оператор F, точность которого, с одной стороны, ограничивается точностью используемой физической
модели, а с другой — точностью используемых этой моделью экспериментально измеряемых параметров. Таким образом, возникает вопрос о корректности задачи управления.
Особенностью задач управления является то, что обусловленность оператора F существенно зависит.от конкретной схемы реализации алгоритма, что делает предварительный анализ корректности особенно важным, так как позволяет на стадии проектирования магнитооптической системы выбрать наиболее устойчивую схему управлення.
Цель работы заключается в разработке средств анализа алгоритмов автоматизированного контроля и коррекции систем транспортировки пучков заряженных частиц высоких энергий; новых эффективных алгоритмов автоматизированного контроля и коррекции положения пучка и его фокусировки.
Научная новизна:
предлагаются инвариантные к масштабным преобразованиям 'статистические и минимальные оценки обусловленности матриц, установлены их свойства и связь с традиционными числами обусловленности и факторами корреляций;
на основе предложенных мер обусловленности и введенного автором коэффициента управляемости разработана оценка степени управляемости магнитооптических систем, позволяющая сравнивать различные алгоритмы управления на стадии разработки, получено необходимое условие управляемости магнитооптических систем;
предложено эквивалентное представление секторного магнита и на его основе дан анализ изохронных систем произвольной геометрии: ,
разработаны схемы совмещения пучков двух различных импульсов и алгоритмы одновременной коррекции направления пучков, алгоритмы контроля и коррекции фокусировки магнитооптических систем по измерениям как первых, так и вторых моментов пучка.
Практическая ценность работы заключается в разработке:
статистических и минимальных оценок обусловленности;
оценки степени управляемости магнитооптических систем, позволяющих на стадии проектирования выбрать наиболее оптимальную схему управления;
алгоритмов автоматизированной коррекции направления и пространственного совмещения пучков двух различных импульсов;
- алгоритмов контроля и коррекции фокусировки магнитооптических систем по измерениям первых и вторых моментов пучка.
Кроме этого, практическая ценность работы в расчете:
согласующего объектива для одновременного согласования пучков Н+ и Н~ Московской мезонной фабрики и схемы его настройки;
системы вывода пучков Н+ Н~ Московской мезонной фабрики н;і поверхность.
На защиту выносятся главные результаты диссертации:
разработка новых мер обусловленности матриц;
разработка критерия управляемости магнитооптических систем:
разработка алгоритмов контроля н управлення магнитооптическими системами: схемы пространственного совмещения пучков различных импульсов и алгоритмов управления направлением пучков в нпх, алгоритмы контроля п коррекции фокусировки магнитооптических систем.
Апробация работы. Положенные в основу диссертации результаты докладывались на научных семинарах ИФВЭ и ИЯИ РАН, III - 'V Всесоюзных семинарах "Программа экспериментальных исследований на мезонной фабрике ИЯИ АН СССР", на X Всесоюзном совещании по ускорителям заряженных частиц н опубликованы в работах[1-10].
Текст диссертации состоит из введения, 3 глав, заключения и-списка литературы, включающего 44 наименования. Диссертация изложена на 02 страницах, включая 21 рисунок и 5 таблиц.
