CN117807815A - 加速器束流横向反馈信号处理方法、系统、设备及介质 - Google Patents

加速器束流横向反馈信号处理方法、系统、设备及介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种加速器束流横向反馈信号处理方法、系统、设备及介质，它们是一一对应的方案，方案中：根据已知的工作点数据和对回旋周期的实时测量，在不增大反馈延时的情况下，通过实时线性插值计算出当前的工作点，同时根据当前回旋周期下的工作点进行在线滤波器设计，实现对反馈信号相位的自适应调节，此部分无需存储离线滤波器系数，实现了实时自动切换滤波器，提高了反馈作用量相位的准确度，具有更好的横向振荡抑制效果，具有很好的有效性和实用性；此外，在进行反馈力延时调节时，根据当前回旋频率实时计算延时量，实现延时对回旋频率的自适应，有效的解决了回旋频率改变时，横向反馈系统各部分延时变化的问题。

Description

加速器束流横向反馈信号处理方法、系统、设备及介质
技术领域
本发明涉及数字信号处理技术领域，尤其涉及一种加速器束流横向反馈信号处理方法、系统、设备及介质。
背景技术
对于高流强粒子加速器，束团自身产生的电磁场，尤其是与周围环境或其他束团相互作用而激发的强电磁场，叠加在固有外部场上扰动束流的横纵向运动，当扰动足够强时可能引入严重束流集体不稳定性问题，便随而来的即是束流品质下降、束流损失和流强下降等，成为限制粒子加速器性能的重要因素。为实现高流强加速器的性能提升和稳定运行，如何克服集体效应造成的束流不稳定性问题成为粒子加速器物理与技术发展的重中之重，通过逐束团横向反馈系统抑制束流不稳定性是常用方法。它通过测量逐圈逐束团位置变化量，提取出束团振荡信息，通过滤波算法计算出需要施加的反馈力，从而实现对振荡的阻尼。
束团横向不稳定性引起的振荡可以简化为一个幅度增大的正弦振荡，振荡频率相对于回旋频率的归一化值为工作点。为了抑制振荡，使幅度增大的正弦振荡转化为一个阻尼振荡，需要测量束流的位置信息，对束流施加一个与束流横向位置信号具有90°相移的力，即施加一个与束流振荡速度方向相反，振荡速度大小成正比的力。
对于定频系统，束团的回旋频率固定，工作点固定，目前常用的反馈信号处理方法为：设计一个在工作点频点下，具有固定的相位偏移和一定的幅度增益并且直流点幅度增益为0的滤波器，将逐圈逐束团的振荡位置滤波，得到与振荡位置相位差90°的反馈信号。对于变频系统，束团回旋频率随时间改变，工作点同时随着回旋频率改变，因此随着工作点的改变，需要相移90°的频点也在改变。对于设计具有宽频带范围内稳定90°相移的滤波器，需要高阶FIR（Finite Impulse Response，有限长单位冲激响应）滤波器才能满足。但随着FIR滤波器阶数的增大，反馈延时也随着阶数的增大而增大，无法及时的输出反馈量也将影响振荡抑制的效果。因此，为了更快速有效的抑制束团横向振荡，需要使用低阶的滤波器进行反馈信号的90°相移处理。但是，对于低阶的FIR滤波器难以设计出一个满足工作点变化范围内均相移90°且抑制直流的滤波器。
为解决工作点改变的难题，目前已有的变频系统采用将大变化范围的工作点分段处理，各段内采用同一工作点，离线计算出对应的满足要求的FIR滤波器，在加速过程中进行滤波器切换。同时回旋频率的改变会让反馈力加载的时间变为一个回旋频率的函数，为保证在激励器（kicker）上加载反馈力的正确时序，已有的系统将延时存为查找表，通过查找延迟时间来跟踪回旋频率的变化从而正确的加载反馈作用力。但是，工作点的分段加离线计算滤波器系数，会让反馈作用力的相位差无法在整个加速过程中均与振荡位置满足90°的相位差，从而在施加反馈力时发生错误的反馈。因此需要研究一种针对变频系统的回旋频率自适应的束流横向反馈方案，以实现更高准确度反馈控制。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
本发明的目的是提供一种加速器束流横向反馈信号处理方法、系统、设备及介质，根据已知的工作点数据和对回旋周期的实时测量，在不增大反馈延时的情况下，通过实时线性插值计算出当前的工作点，并同时计算所需要的延时调节量。在线计算出在当前回旋周期下的工作点下满足设计要求的滤波器系数，同时切换滤波器和动态调节延时，以提高反馈信号的时序与相位准确度；本发明的基本思想是通过实时测量回旋周期，通过回旋周期计算出当前回旋周期下的工作点，再根据工作点计算出满足设计需求的滤波器系数和反馈信号延时，从而实现对回旋频率自适应的反馈信号准确相移和延时调节。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种加速器束流横向反馈信号处理方法，包括：
测量束团同步信号的时间间隔，作为当前回旋周期；
预先测量工作点并存储在查找表中，使用查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系进行线性插值，在线实时计算出当前回旋周期下的工作点；
通过硬件逻辑计算当前回旋周期下的工作点对应的滤波器系数并立即更新；
使用更新的滤波器系数计算初步的反馈量；
通过硬件逻辑结合当前回旋周期计算延时量；
以所述延时量对所述初步的反馈量进行延迟，获得输出反馈量，完成一次横向反馈信号提取。
一种加速器束流横向反馈信号处理系统，包括：
时间间隔测量单元，用于测量束团同步信号的时间间隔，作为当前回旋周期；
工作点计算单元，用于预先测量工作点并存储在查找表中，使用查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系进行线性插值，在线实时计算出当前回旋周期下的工作点；
滤波器系数计算与更新单元，用于通过硬件逻辑计算当前回旋周期下的工作点对应的滤波器系数并立即更新；
初步反馈量计算单元，用于使用更新的滤波器系数计算初步的反馈量；
延时量计算单元，用于通过硬件逻辑结合当前回旋周期计算延时量；
输出反馈量确定单元，用于以所述延时量对所述初步的反馈量进行延迟，获得输出反馈量，完成一次横向反馈信号提取。
一种处理设备，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现前述的方法。
一种可读存储介质，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时实现前述的方法。
由上述本发明提供的技术方案可以看出，1）本发明通过实时测量回旋频率，并基于高精度工作点数据进行在线插值计算，从而确定当前回旋频率下的工作点。根据当前回旋周期下的工作点进行在线滤波器设计，实现对反馈信号相位的自适应调节。该部分无需存储离线滤波器系数，实现了实时自动切换滤波器，提高了反馈作用量相位的准确度，可通过重新配置工作点数据更新反馈系统，能够准确的提取反馈信号，从而具有更好的横向振荡抑制效果，具有很好的有效性和实用性。2）在进行反馈力延时调节时，本发明根据当前回旋频率实时计算延时量，实现延时对回旋频率的自适应，这有效的解决了回旋频率改变时，横向反馈系统各部分延时变化的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1为本发明实施例提供的一种加速器束流横向反馈信号处理方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的参考工作点随回旋周期关系图；
图3为本发明实施例提供的加速器束流横向反馈系统应用于双束团加速器的示意图；
图4为本发明实施例提供的在线设计FIR滤波器响应曲线图；
图5为本发明实施例提供的本发明与目前已有方法的工作点处相频响应对比图；
图6为本发明实施例提供的工作点分段选取示意图；
图7为本发明实施例提供的一种加速器束流横向反馈信号处理系统的示意图；
图8为本发明实施例提供的一种处理设备的示意图。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素（如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等），应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
术语“由……组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
当各类参数以数值范围形式表示时，该数值范围应被理解为具体公开了该数值范围内任何上限值、下限值、优选值的配对所形成的所有范围，而不论该范围是否被明确记载；例如，如果记载了数值范围“2～8”时，那么该数值范围应被解释为包括“2～7”、“2～6”、“5～7”、“3～4和6～7”、“3～5和7”、“2和5～7”等范围。除另有说明外，本文中记载的数值范围既包括其端值也包括在该数值范围内的所有整数和分数。
下面对本发明所提供的一种加速器束流横向反馈信号处理方法、系统、设备及介质进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，现结合具体实施例，并参照附图，对本发明作详细阐述。需要说明的是，在附图或是说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属技术领域中普通技术人员所熟知的方式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可以在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。
实施例一
本发明实施例提供一种加速器束流横向反馈信号处理方法，如图1所示，其主要包括如下步骤：
步骤1、测量束团同步信号的时间间隔，作为当前回旋周期，用表示。
步骤2、预先测量工作点并存储在查找表中，使用查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系进行线性插值，在线实时计算出当前回旋周期下的工作点。
本发明实施例中，离线测量多个工作点的数据，并存入查找表中，但是由于无法对所有可能取值到的回旋周期进行测量，因此需要根据当前回旋周期的测量值，选择其相邻两个已测量工作点进行插值，来更好的拟合当前回旋周期下的工作点（可简称为当前工作点）。查找表中存储的工作点地址addr与当前回旋周期的关系表示为：
；
其中，k与b均为常数，二者均为在已知工作点地址范围与回旋周期范围的条件下计算出的数值。
对于当前回旋周期，由上式确定对应的两个插值点，即根据计算出的工作点地址addr，并结合查找表确定对应的两个插值点：回旋周期为/>时对应的工作点与回旋周期为/>时对应的工作点/>，再通过线性插值，计算出当前回旋周期下的工作点/>，表示为：
；
其中，与/>的下标也表示对应工作点的序号。
步骤3、通过硬件逻辑计算当前回旋周期下的工作点对应的滤波器系数并立即更新。
本发明实施例中，选择一种能够提取反馈信号的滤波器设计方法，要求设计的滤波器满足设定增益条件、相移条件；根据选择的滤波器设计方法，在硬件逻辑中实现输入一个工作点，在若干处理器处理周期后输出滤波器系数的模块，称为滤波器设计模块，基于该滤波器设计模块结合当前回旋周期下的工作点，计算出对应的滤波器系数。
由于回旋周期远大于信号处理需要的时间，因此，计算出滤波器系数后立即进行更新，之后也是使用更新后的滤波器系数进行后续计算。
步骤4、使用更新的滤波器系数计算初步的反馈量。
步骤5、通过硬件逻辑结合当前回旋周期计算延时量。
步骤6、以所述延时量对所述初步的反馈量进行延迟，获得输出反馈量，完成一次横向反馈信号提取。
本发明实施例提供的上述方案，与现有的变频加速器系统逐束团横向反馈方案相比，通过对回旋频率的实时测量，实现了滤波器的自适应设计和切换，从而实现更准确的反馈信号相位调节。这一方案解决了变频系统下，难以设计出阶数较低且宽频段范围内具有平坦相频响应的FIR滤波器的问题，相较于目前国际上变频系统采用的将工作点分段取等，分段离线设计FIR滤波器的技术，具有更准确的相频响应特点，并且在线设计FIR滤波器可以使反馈系统升级更加便捷。同时本发明提供方案实现了延时调节对回旋频率的自适应调节，使反馈系统更加自动化，这种回旋频率自适应方法可广泛应用于变频加速器逐束团横向反馈系统。
为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的方法进行详细描述。
一、方案原理概述。
本发明实施例提供的方案是一种回旋频率自适应的加速器束流横向反馈信号处理方法，主要用于计算变频横向反馈系统中的反馈作用量。本发明适用于回旋频率改变，且工作点随着回旋频率变化的加速器束流横向反馈系统。针对应用于此类系统中传统低阶滤波器难以实现宽工作点范围下准确的相频响应的问题，本发明通过对回旋频率的跟踪，基于工作点测量系统提供的工作点数据，在反馈过程中实时插值计算出当前回旋频率下对应的工作点，并根据工作点在线设计滤波器，实时切换滤波器以实现正确的相位偏移，从而得到反馈信号；同时根据对回旋频率的跟踪，正确的计算反馈信号加载延时量，完成横向反馈信号相位及时序的正确调节，实现对回旋频率自适应的横向反馈信号处理。具体包括：对与束流同步的高频信号进行边沿检测，计算出当前回旋周期。将离线工作点数据存入查找表，根据当前回旋周期读取查找表数据，并插值计算出当前回旋周期对应的工作点；将计算得到的工作点送至滤波器设计模块，根据滤波器系数计算公式，计算得到满足当前工作点（当前回旋周期下的工作点）下相位移动及幅度增益需求的滤波器系数；滤波器系数实时更新至滤波模块，滤波模块计算出当前的反馈作用量；根据当前回旋周期及高频信号预测束团经过激励器的时刻，计算出作用量加载延时，使作用量加载到激励器上后束团刚好经过，保证时序准确性。本发明实施例提供的方案，通过对工作点进行插值及滤波器实时切换，提高了整个加速过程中滤波器相移的准确度；通过对回旋周期的实时测量实现对反馈延时的在线计算。
二、方案的细节描述。
本发明提供方案能够实时测量回旋频率，并插值计算出随回旋频率变化的工作点，根据工作点得出满足要求的滤波器。同时，还能自适应调整反馈信号加载延迟时间，以实现在回旋频率改变且工作点随回旋频率改变情况下的准确反馈控制，整体流程还可参见图1；此外，图2展示了工作点测量系统提供的高精度工作点数据，工作点变化范围约0.2，图3展示了双束团质子加速器示意图。
步骤1、测量束团同步信号的时间间隔，作为当前回旋周期。
本发明实施例中，可以在可编程逻辑器件中测量束团同步信号的时间间隔，作为当前回旋周期/>。
示例性的，在采用计数器进行计时，可使用2ns（纳秒）的精度计数，计数结果记为cnt。记录束团同步信号的时间间隔为/>，回旋频率变化范围为500kHz~1MHz，对应回旋周期变化范围为2000ns~1000ns，/>的取值范围为/>。
步骤2、预先测量工作点并存储在查找表中，使用查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系进行线性插值，在线实时计算出当前回旋周期下的工作点。
本发明实施例中，可以将工作点小数部分转为48 bit定点数，离线工作点测量系统提供200个点的工作点数据。将离线的工作点测量数据，存入查找表中，地址范围为0<N<200。查找表中N为工作点表示为，N个工作点对应地址码值分别为K1,K2,K3,…,KN，其中，此部分的下标为工作点序号。
查找表中存储的工作点地址addr与当前回旋周期存在如下线性关系：
；
其中，k与b为常数。
当加速周期开始后，取出当前回旋周期对应的两个插值点/>，取出后进行线性插值，计算出当前回旋周期/>对应的工作点，表示为：
。
示例性的，当为750时，取出的两个工作点分别为48’h4885393d1a3b，48’h486e2b14207d。线性插值得到当前回旋周期/>对应的工作点为48’h4879b237b97a，此处工作点使用48 bit十六进制定点数表示。
步骤3、通过硬件逻辑计算当前回旋周期下的工作点对应的滤波器系数并立即更新。
本发明实施例中，选择一种能够提取反馈信号的滤波器设计方法，并要求设计的滤波器满足设定增益条件、相移条件与反馈延时条件；例如，要求滤波器在直流处幅度增益为0，在工作点处幅度增益为1并且相移为90°，并且引入的反馈延迟时间低（低于设定数值）。根据滤波器设计方法，在硬件逻辑中实现输入当前回旋周期下的工作点，在一定周期后输出滤波器系数的模块。对于设计符合要求的滤波器，由计算得到的当前回旋周期对应的工作点，在可编程逻辑器件中计算得到滤波器系数/>，L为滤波器系数的数目，滤波器系数的数目与抽头数目相对应。
以3-TAP FIR滤波器（即抽头数为3的FIR滤波器）为例，带入3-TAP FIR系数计算公式中，表示为：
；
；
；
；
；
上面表达式中，与/>分别表示与激励器和拾取器相关的系数，/>表示激励器与拾取器之间的角度，/>为一个用于计算滤波器系数的中间参数，/>表示束团在加速器中旋转完整一圈，振荡相位的改变，Q表示工作点，/>为圆周率，/>表示延迟圈数。
示例性的，当为750时，对应的工作点为48’h4879b237b97a，此处工作点表达方式同步骤二中一致，用48 bit十六进制定点数表示，48’h4879b237b97a为实际工作点的值扩大了248倍，实际值为0.2831。此处取/>，/>为实际弧度值扩大了/>倍。去掉固定系数（即/>与/>）并化简上述式子，可以转换为：
；
；
。
计算得到系数为28’hfb336bc，系数/>为28’hcf9b3a，系数/>为28’hf7d2e09，上述三个滤波器系数系数对应的幅频与相频响应曲线如图4所示。其他工作点取值时的计算过程同理。计算整个工作点变化范围下的频率响应。现有工作点分段方法（3-TAP FIR离线设计）的频率响应与本发明方法（工作点自适应设计）对比如图5，如背景技术中的记载，目前已有的变频系统采用将大变化范围的工作点分段处理，现有工作点分段方法采用的工作点选取如图6。
步骤4、使用更新后的滤波器系数计算初步的反馈量。
本发明实施例中，使用滤波器系数计算初步的反馈量表示为：
；
其中，表示初步的反馈量，/>表示束团在环形加速器中第n-1次经过拾取器时的位置坐标，/>表示束团在环形加速器中第n-2次经过拾取器时的位置坐标，/>表示束团在环形加速器中第n-L次经过拾取器时的位置坐标，均为滤波器系数（系数值为更新后的结果），L为滤波器系数的数目。
以前述3-TAP FIR滤波器为例，即L=3时，上式可以表示为：
。
步骤5、通过硬件逻辑结合当前回旋周期计算延时量。
本发明实施例中，对硬件逻辑计算出初步的反馈量所需要的时间进行实时测量。由于束团信号长度随着回旋频率改变，束团信号处理的时间也随着回旋频率改变，因此/>也随着回旋频率改变。
实时测量当前的回旋周期，计算出为了正确加载反馈量至激励器上，需要对反馈信号的延时。根据下述公式计算出准确加载反馈信号所需要的延迟时间（延时量）：
；
其中，为延时量，/>具体表示从接收束团同步信号到计算出初步的反馈量的时间，/>表示延迟圈数，/>为当前回旋周期，/>为固定延时总和，为束团从拾取器（pick up）移动到激励器处所需要的时间，与回旋周期成正比，/>，k为固定系数，与拾取器和激励器之间的夹角相关。
本发明实施例中，上述固定延时总和通常为线缆延时、DAC（Digital To AnalogConverter，数模转换器）加载延时和功率放大器加载延时等固定延时的总和。
延迟圈数是指为本次束团经过拾取器到反馈量加载到激励器上这段时间内，束团在加速器中回旋运动的圈数，例如，当前使用10，11，12圈的数据计算出来了一个反馈量，如果在第13圈加载反馈量则/>为1，如果在第14圈加载则/>为2，可以认为的大小可调整，但始终大于等于1。
步骤6、以所述延时量对所述初步的反馈量进行延迟，获得输出反馈量，完成一次横向反馈信号提取。
本步骤中，利用延时量对初步的反馈量/>进行延时后，获得输出反馈量。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例可以通过软件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，上述实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质（可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等）中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等）执行本发明各个实施例所述的方法。
实施例二
本发明还提供一种加速器束流横向反馈信号处理系统，其主要用于实现前述实施例提供的方法，如图7所示，该系统主要包括：
时间间隔测量单元，用于测量束团同步信号的时间间隔，作为当前回旋周期；
工作点计算单元，用于预先测量工作点并存储在查找表中，使用查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系进行线性插值，在线实时计算出当前回旋周期下的工作点；
滤波器系数计算与更新单元，用于通过硬件逻辑计算当前回旋周期下的工作点对应的滤波器系数并立即更新；
初步反馈量计算单元，用于使用更新的滤波器系数计算初步的反馈量；
延时量计算单元，用于通过硬件逻辑结合当前回旋周期计算延时量；
输出反馈量确定单元，用于以所述延时量对所述初步的反馈量进行延迟，获得输出反馈量，完成一次横向反馈信号提取。
上述系统各单元所涉及的技术细节已经在之前的实施例一中做了详细的介绍，故不再赘述。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将系统的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
实施例三
本发明还提供一种处理设备，如图8所示，其主要包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现前述实施例提供的方法。
进一步的，所述处理设备还包括至少一个输入设备与至少一个输出设备；在所述处理设备中，处理器、存储器、输入设备、输出设备之间通过总线连接。
本发明实施例中，所述存储器、输入设备与输出设备的具体类型不做限定；例如：
输入设备可以为触摸屏、图像采集设备、物理按键或者鼠标等；
输出设备可以为显示终端；
存储器可以为随机存取存储器（Random Access Memory，RAM），也可为非不稳定的存储器（non-volatile memory），例如磁盘存储器。
实施例四
本发明还提供一种可读存储介质，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时实现前述实施例提供的方法。
本发明实施例中可读存储介质作为计算机可读存储介质，可以设置于前述处理设备中，例如，作为处理设备中的存储器。此外，所述可读存储介质也可以是U盘、移动硬盘、只读存储器（Read-Only Memory，ROM）、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种加速器束流横向反馈信号处理方法，其特征在于，包括：
测量束团同步信号的时间间隔，作为当前回旋周期；
预先测量工作点并存储在查找表中，使用查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系进行线性插值，在线实时计算出当前回旋周期下的工作点；
通过硬件逻辑计算当前回旋周期下的工作点对应的滤波器系数并立即更新；
使用更新的滤波器系数计算初步的反馈量；
通过硬件逻辑结合当前回旋周期计算延时量；
以所述延时量对所述初步的反馈量进行延迟，获得输出反馈量，完成一次横向反馈信号提取。
2.根据权利要求1所述的一种加速器束流横向反馈信号处理方法，其特征在于，所述查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系表示为：
；
其中，k与b均为常数，二者均为在已知工作点地址范围与回旋周期范围的条件下计算出的数值，addr为查找表中存储的工作点的地址，为当前回旋周期。
3.根据权利要求1或2所述的一种加速器束流横向反馈信号处理方法，其特征在于，所述使用查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系进行线性插值，在线实时计算出当前回旋周期下的工作点包括：
根据查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系，确定对应的两个插值点，即：回旋周期为时对应的工作点/>与回旋周期为/>时对应的工作点/>，再通过线性插值，计算出当前回旋周期下的工作点/>，表示为：
；
其中，为当前回旋周期。
4.根据权利要求1所述的一种加速器束流横向反馈信号处理方法，其特征在于，所述通过硬件逻辑计算当前回旋周期下的工作点对应的滤波器系数包括：
选择一种能够提取反馈信号的滤波器设计方法，要求设计的滤波器满足设定增益条件与相移条件；
根据选择的滤波器设计方法，在硬件逻辑中实现输入一个工作点，在若干处理器处理周期后输出滤波器系数的模块，称为滤波器设计模块，基于该滤波器设计模块结合当前回旋周期下的工作点，计算出对应的滤波器系数。
5.根据权利要求1所述的一种加速器束流横向反馈信号处理方法，其特征在于，使用更新的滤波器系数计算初步的反馈量表示为：
；
其中，表示初步的反馈量，/>表示束团在环形加速器中第n-1次经过拾取器时的位置坐标，/>表示束团在环形加速器中第n-2次经过拾取器时的位置坐标，/>表示束团在环形加速器中第n-L次经过拾取器时的位置坐标，/>均为滤波器系数，L为滤波器系数的数目。
6.根据权利要求1所述的一种加速器束流横向反馈信号处理方法，其特征在于，所述通过硬件逻辑结合当前回旋周期计算延时量包括：
对硬件逻辑计算出初步的反馈量所需要的时间进行实时测量，通过下式计算出当前回旋周期的延时量：
；
其中，为延时量，/>表示延迟圈数，/>为当前回旋周期，/>为固定延时总和，/>为束团从拾取器移动到激励器处所需要的时间。
7.一种加速器束流横向反馈信号处理系统，其特征在于，包括：
时间间隔测量单元，用于测量束团同步信号的时间间隔，作为当前回旋周期；
工作点计算单元，用于预先测量工作点并存储在查找表中，使用查找表中存储的工作点的地址与当前回旋周期的关系进行线性插值，在线实时计算出当前回旋周期下的工作点；
滤波器系数计算与更新单元，用于通过硬件逻辑计算当前回旋周期下的工作点对应的滤波器系数并立即更新；
初步反馈量计算单元，用于使用更新的滤波器系数计算初步的反馈量；
延时量计算单元，用于通过硬件逻辑结合当前回旋周期计算延时量；
输出反馈量确定单元，用于以所述延时量对所述初步的反馈量进行延迟，获得输出反馈量，完成一次横向反馈信号提取。
8.一种处理设备，其特征在于，包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序；
其中，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1~6任一项所述的方法。
9.一种可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，当计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1~6任一项所述的方法。
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