CSR主环磁场电源控制系统研究

CSR控制系统是一个很庞大的系统，对它的控制是由许多分控制系统组成： 真空系统、电子冷却系统、束流诊断系统，CSR高频系统，数据获取系统等。磁 场电源控制系统是CSR控制系统中很重要的一部分，它是一个任意波形发生系统。 在CSR的分控制系统中，所有依赖波形控制的系统都可以由它来控制。波形的形 状由物理人员根据加速器物理要求计算得出。因为加速器运行的所有过程都为电 源所控制，所以我们的控制系统的直接控制对象就是磁场电源。在整个控制系统 中最重要的就是在控制过程中，控制过程波形的同步和控制过程波形的精度，这 是同步加速器控制系统的关键所在。过程波形的同步由同步时序系统控制，这是 CSR主环成功运行的决定条件。 本文对磁场电源控制系统和时序系统分别进行了论述。对磁场电源控制系统， 主要从系统的结构，I/O部件的硬件设计，I/O部件的软件设计这几个方面进行 论述,其中，I/O部件由I/O控制器和DSP处理器组成；对时序系统，论述了设计 原理和具体实现；最后给出了实验平台测试和现场测试的结果。 本文的创新点主要有，在加速器控制领域：（1）采用ARM+DSP的控制方式； （2）同步时序系统的末端定时原理； 从测试结果来看，我们的控制系统不管从结构设计，还是从软硬件设计上都 达到了设计的要求

Bump磁铁电源控制器的设计

HIRFL—CSR（兰州重离子冷却储存环）是国家 “九五”重大科学工程之一。在磁铁电源的控制系统中需要电源控制器及时准确的提供基准的电压波形，并对输出的波形进行回读监测，以保证加速器正常工作。 论文介绍了电源系统的要求和特点，并根据设计要求给出了设计思想和系统框图，本控制系统主芯片采用TI公司的TMS320C6713芯片，并给出了DSP系统设计的一般流程。文中详细介绍了TMS320C6713芯片的结构和性能指标，以及其外围电路和存储器的扩展情况，指出了在高速电路板设计时应注意的问题。 设计中使用可编程逻辑器件，使设计可灵活配置，电路板设计在有BGA封装器件情况下实现四层板手工布线。 论文完成的Bump磁铁电源控制器的硬件电路设计，为以后的软件编写和测试搭建了坚实的平台

CSR中磁铁线圈温度测量系统的研制

本论文主要讲述了一种服务于CSR磁铁保护的多路（64路）磁铁线圈温度测量系统。根据CSR工程的要求，该温度测量系统能对磁铁线圈中的数百个点进行测温，并达到±1℃的测温精度。文中详细阐述了该系统软硬件的研究、设计和实现。该测量系统中，主控芯片采用了美国德州仪器公司的16位低功耗单片机MSP430F149，论文中详细介绍了该单片机的结构特性、功能和基于该单片机的硬件组成和软件设计。硬件主要包括前端信号处理电路、A/D转换电路、VCO电路、液晶显示电路、数字键盘电路、以及为实现远程实时监测而采用的RS-485串行通信电路。在软件设计方面，利用IAR公司的C430 为开发工具 ，采取模块化设计方法，用C语言编制了温度测量系统的主控程序以及液晶驱动、键盘驱动、串行通信等程序模块，并配合硬件系统进行了多次调试（论文软件设计中给出了部分源程序清单）。论文最后讨论了适用于CSR现场工作环境的软硬件抗干扰措施及其实现。通过试验，该温度测量系统表现良好，满足设计要求。其特点是低成本、低功耗、可靠性高、并可根据不同需要应用于多种工程检测系统中

同步加速器磁场电源控制系统的优化研究

CSR控制系统是一个基于网络的分布式控制系统，它是由许多分控制系统组成。磁场电源控制系统是CSR控制系统中很重要的一部分，它是一个波形发生、数据采集系统。所有依赖波形控制的系统都可以由它来控制。波形的参数由物理学家根据实验需要计算得出。因为加速器所有的运行状态都被电源所控制，所以控制系统的直接控制对象就是磁场电源。在整个控制系统中最重要的就是控制波形的同步和波形的精度，这是同步加速器控制系统的关键所在。波形的同步由同步时序系统控制，这是CSR成功运行的决定条件。数据的采集、电源状态的监测由数据采集模块CPLD负责完成，与前端ARM控制器结合，形成数据的上行通道。采集到的数据均存放在中央控制室的数据库中，以供参考、后期分析及应用。论文论述了对CSR磁场电源控制系统、时序系统和软件系统的设计实现及优化改进

基于新技术的超导电源及失超保护装置研究与设计

超导磁铁以其能实现极高的磁场强度和较低的能量损耗的优势，正在迅速成为现代加速器系统中普遍采用的一项技术。为超导磁体提供励磁的超导电源也就成为了必需研究的课题。此外，与之相似的低压大电流电源也大量的应用于加速器系统中，服务于核物理研究工作。针对这类电源在加速器中的应用，本课题的主要挑战在于如何实现一种高效率和低纹波输出特性的电源。为此，本论文的作者采用了一种完全不同的拓扑结构“多路多相同步整流BUCK变换器”，来达到高效率和低纹波的目标。并尝试使用数字技术来实现控制单元。本论文首先详细介绍了“多路多相同步整流BUCK变换器”的拓扑，通过计算和推导介绍了这种拓扑是如何提高效率和减少纹波电流输出的。然后介绍了这种拓扑结构所必需解决的均流问题、其产生原因和解决办法：一种几乎无损的单路电流的测量方法，以及这种测量方法的原理和实现方法。之后介绍了整个电源的参数计算和PCB板设计的一些细节。最后详细介绍了用MCU实现的控制器的设计细节。作为超导电源必配的失超保护装置，它担负着在失超故障状态，将超导磁体内存储的能量在尽量短的时间内消耗在外部负载上，以用于实现保护超导磁体的功能。因此超导磁铁失超保护装置 的设计原则是：可靠性和经济性。本论文最后一部分详细介绍了按照这个目标设计的超导磁铁失超保护装置及其设计细节

SUPER-FRS/CR超导磁体力学性能分析

中国签订了为德国FAIR国际大科学工程加工SUPER-FRS/CR超导二极磁铁样机的合作备忘录。该超导二极磁铁属于常温铁芯、低温线圈的超导磁铁，该磁铁的磁场强度0.15～1.6T，偏转角度15°，偏转半径8125mm，磁场精度要求±1×10-4，磁铁总重量约50吨。磁铁铁芯采用0.5mm的硅钢片叠压成型，由中科院近代物理研究（IMP）所计算、设计制造，线圈采用4.2K液氦浸泡式超导线圈，由合肥等离子体所设计制造（IPP）。 超导磁体的力学性能分析一直是超导磁体的基础问题。本文利用有限元分析方法，借助有限分析工具ANSYS、ADINA、OPERA等，分析了超导磁体的电磁场，着重模拟计算了SUPER-FRS/CR超导二极磁铁的电磁力作用；模拟了降温过程，计算了杜瓦、线圈热应力的作用；并对SUPER-FRS/CR超导线圈进行地震载荷作用的模拟。对以上不同的受力作用所遵循的不同的机械设计准则，进行不同的分析，最后计算结果证明设计的结构是安全、可靠的。由于超导线圈的结构复杂，导致在线圈拐角的地方应力有些集中，但是并不影响结构的可靠性。 本文还介绍了超导实验线圈的一些工艺设计，例如超导线圈的绕制，低温材料的选择，电流引线的设计工艺，以及VPI工艺。并对实验磁体进行了一系列的低温性能测试，例如短样测试、降温实验等，获得了一些重要的低温实验参数。这些参数将为以后超导磁体的研制提供宝贵的依据

永磁伺服电动机的矢量调速控制系统研究

永磁同步伺服电动机（PMSM）以其优越的性能广泛应用于各个机械传动领域。对PMSM的研究具有非常大的实际意义和价值，尤其对于我们单位目前在建大科学工程CSR。本文采用美国TI公司专用于电动机控制的数字信号处理器（DSP）芯片TMs320LF2406A作为核心，设计和开发全数字化的PMSM矢量调速控制系统。深入研究永磁同步电动机的矢量控制理论，建立起相应数学模型，然后提出矢量控制调速方案，并通过Mat lab仿真论证其可行性。介绍了硬件，软件结构及其实现。硬件方面主要介绍了控制电路各部分的设计和调试。在硬件基础上，用T工公司DSP汇编语言编程，实现电流环和速度环的双环控制，给出了系统程序和PWM信号产生的思路，并给出了主要模块的源程序。为了提高程序的运行效率，节省存储空间和提高系统的可靠性，程序中尽可能多的采用了数据表结构。

Immobilization of dipyridyl complex to magnetic nanoparticle via click chemistry as a recyclable catalyst for Suzuki cross-coupling reactions

A magnetic nanoparticle (MNP)-supported di(2-pyridyl)methanol palladium dichloride complex was prepared via click chemistry. The MNP-supported catalyst was evaluated in Suzuki coupling reaction in term of activity and recyclability in DMF. It was found to be highly efficient for Suzuki coupling reaction using aryl bromides as substrates and could be easily separated by an external magnet and reused in five consecutive runs without obvious loss of activity.

Thiacalix[4]arene-Supported Planar Ln(4) (Ln = Tb-III, Dy-III) Clusters: Toward Luminescent and Magnetic Bifunctional Materials

This paper reports the syntheses, crystal structures, and luminescent and magnetic properties of four tetranuclear Tb-III (1 and 3) and Dy-III (2 and 4) complexes supported by p-phenylthiacalix[4]arene (H(4)PTC4A) and p-tert-butylthiacalix-[4]arene (H(4)TC4A). All four frameworks can be formulated as [Ln(4)(III)(PTC4A/TC4A)(2)(mu(4)-OH)Cl-3(CH3OH)(2)(H2O)(3)], and some methanol and water solvent molecules are occupied in the interstices. The compounds are featured with a sandwichlike unit constructed by two tail-to-tail calixarene molecules and a planar tetragonal (mu(4)-OH)Ln(4) cluster. The photoluminescent analyses suggest that there is an efficient ligand-to-Ln(III) energy transfer for compounds 1-3 and H(4)PTC4A is a more efficient "antenna" than H(4)TC4A.

Fabrication of Iron Oxide Core/Gold Shell Submicrometer Spheres with Nanoscale Surface Roughness for Efficient Surface-Enhanced Raman Scattering

A method to synthesize Fe3O4 core/Au shell submicrometer structures with very rough surfaces on the nanoscale is reported. The Fe3O4 particles were first modified with uniform polymers through the layer-by-layer technique and then adsorbed a lot of gold nanoseeds for further Au shell formation. The shell was composed of a large number of irregular nanoscale An particles arranged randomly, and there were well-defined boundaries between these Au nanoparticles. The Fe3O4 core/Au shell particles showed strong plasmon resonance absorption in the near-infrared range, and can be separated quickly from solution by an external magnet.

Observation of Slow Magnetic Relaxation in Discrete Dysprosium Cubane

A discrete dysprosium cubane has been prepared and structurally characterized Slow relaxation of magnetization in this complex is observed, which may stimulate further investigations into the dynamics of magnetization in lanthanide clusters with different topologies.

Quantitative analysis of pethidine using liquid secondary ion and tandem mass spectrometry

A method for the quantatitive determination of pethidine in human urine by liquid secondary ion and tandem mass spectrometry is presented. Quantification was carried out by using ketamine as internal standard. It was found that the collision-induced dissociation (CID) spectrum of the [M + H](+) ion of pethidine exhibited a prominent daughter ion at mit 220 and ketamine also yielded the same daughter ion at nit 220, For ((quadrupole)) quantitative analysis, the first quadrupole mass filter was set to transmit mit 220 and a narrow-range magnet scan yielded a spectrum of parents, including mit 238 and 248, corresponding to ketamine and pethidine, respectively. Copyright (C) 1999 John Wiley & Sons, Ltd.

趋磁细菌AMB-1培养条件优化及磁小体变化过程研究

趋磁细菌(Magnetotactic bacteria)的研究是国际微生物学研究热点之一。趋磁细菌体内含有纳米单磁畴的氧化铁/硫化铁(Fe3O4或Fe3S4)晶体，称为磁小体。由于趋磁细菌营养条件要求苛刻，在环境中需要微好氧条件，且营养类型属于化能自养，使得培养趋磁细菌时常遇到问题。 本研究首先通过正交试验优化趋磁细菌AMB-1菌株培养条件，在培养条件铁源为奎尼酸铁0.02 mmol/L，装瓶量75% ，pH值6.7，温度25 ℃时，AMB-1 OD600达到0.440(1.166×109 cells/ml)。同时运用磁收集传代法，使带有磁小体的AMB-1细胞比例占95％以上(Cmag值稳定在1.9-2.0)。 在AMB-1具有较好的生物量，同时又具有较好的含磁小体细胞比例后，研究磁小体的变化过程。通过透射电镜观察磁小体变化过程，发现培养24 h细菌体内已有较小晶体形成(平均27 nm，n=188)且沿长轴分布；48 h晶体长大(平均43 nm，n=203)且形成分段链沿长轴排列；72 h晶体进一步成熟(平均50 nm，n=191)仍以分段链沿长轴排列；随后细菌逐渐衰亡磁小体变小，168 h可见部分自溶细菌中仍有磁小体链(平均37 nm，n=186)；192 h细菌自溶磁小体链(平均33 nm，n=184)分散到环境中。 通过透射电镜在细胞水平上研究趋磁细菌细胞分裂时发现，磁小体在细菌分裂时采用两种分离方式：一种为磁小体分配到两个子细胞；另一种为磁小体只分配到一个子细胞。无磁小体的子细胞，在随后的生长过程又分为两种情况：一种为细胞逐渐产生磁小体，另一种为不再产生磁小体。这种现象的发现，解释了随着传代次数的增多，细菌磁性有所下降的原因(Cmag值降低)。 在对趋磁细菌磁小体合成机制的研究中，常使用基因敲除的办法获得缺陷型，并与野生型对比进行研究。但是，利用基因敲除获得缺陷型不仅操作繁琐并且所得缺陷型不稳定。本研究利用特殊的磁富集传代法，先将带有磁小体的菌体收集并连续传代，筛选获得了高磁菌株；利用这种方法，收集不含磁小体的菌体并连续传代，筛选获得了无磁菌株。 趋磁细菌磁小体在医疗、环保等领域具有广阔应用价值，但是目前由于趋磁细菌难以大规模培养，并且磁小体纯化存在成本高等原因，将磁小体真正实际应用尚有一段距离。通过研究磁小体在趋磁细菌中的变化过程发现，AMB-1菌株在培养192 h后自溶，并且磁小体随着细胞的破碎释放到环境中去。

基于神经网络的永磁同步电机矢量控制

采用单神经元自适应PID控制器对永磁同步电机进行了调速控制。详细介绍了PMSM(PermanentMagnetSynchronousMotor)的矢量控制原理。最后给出PMSM单神经元自适应PID控制的仿真结果和硬件实现方法。仿真结果表明,该系统具有良好的动态性能。