JPH0883700A

JPH0883700A - 電磁石電源の制御方法と装置および粒子加速器

Info

Publication number: JPH0883700A
Application number: JP21860494A
Authority: JP
Inventors: Hisahide Nakayama; 尚英中山; Kunio Moriyama; 国夫森山
Original assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Control Systems Inc
Current assignee: Hitachi Ltd; Hitachi Information and Control Systems Inc
Priority date: 1994-09-13
Filing date: 1994-09-13
Publication date: 1996-03-26

Abstract

(57)【要約】【目的】粒子加速器に好適な電磁石電源の高精度の制御
方式を提供する。【構成】電磁石１に所望の励磁を与えるための電流パタ
ーンＩｒはメモリ６１に記憶している。この電流パター
ンを実現するためにメモリ６２に初期設定された電圧パ
ターンＶｒは、演算器５４を介してＡＶＲ５１に指令値
として与えられる。ＡＶＲ５１は、指令値Ｖｒと実測値
ｖｆとの偏差ｖｅに応じて変換器２をフィードバック制
御する。電圧パターンＶｒが適正でないと、演算器５６
は電流パターンＩｒと実測値ｉｆの電流偏差ｉｅを出力
する。繰返し制御部６の入力手段６６は電流偏差ｉｅが
所定値以上のｉｅを時系列に取り込み、Ｉｒに相応する
電流偏差パターンＩｅをメモリ６３に記憶する。演算器
６７は電流偏差パターンＩｅを基に補正電圧パターン△
Ｖｒを演算し、メモリ６２の電圧パターンを補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、周期運転するシンクロ
トロンのような粒子加速器に係り、その電磁石電源の制
御方式に関する。

【０００２】

【従来の技術】シンクロトロンの運転で重要なことは、
粒子が所定の閉軌道を運動するための磁場を生成するこ
とである。この磁場は複数の電磁石により発生する個々
の磁場の合成である。また、加速される粒子の運動量変
化に合わせて磁場強度も変化させる必要がある。磁場強
度を直接観測してフィードバック制御することは、運転
に要求される１０~⁴以上の高い精度の点から困難で、実
際には電流値の制御を行っている。

【０００３】シンクロトロンなどの電磁石電源の制御方
式では、従来より種々のが試みられている。代表的な方
法としては、サイリスタ変換器に電圧指令値と電流指令
値の両方を与えて運転するものがあげられる。各指令値
のパターンを作成するには、まず所定の磁場変化を与え
る電流指令値を電流パターンとして作成する。次に、こ
の電流パターンを電磁石に流すために、電源が電磁石に
出力すべき電圧パターンを、電源の負荷である電磁石や
ケーブルの抵抗値、インダクタンス等から決定する。

【０００４】この方式によると、電流指令値と電流フィ
ードバック値との偏差を観測することにより、制御精度
を評価できる。そこで、一旦運転を行った後、観測され
た電流偏差を０に近づけるように電圧パターンを修正
し、新たに得られた電圧パターンで再度運転を行うこと
を繰返して、最終的には所定の電流パターンに対して偏
差の小さい高精度な運転を行おうとするもので、この操
作を自動化したものは繰返し制御方式と呼ばれている。

【０００５】繰返し制御方式の典型的な公知文献とし
て、「Repetitive Voltage Controlof the Main Ring M
agnet Power Supply for the KEK12GeV PS」（Particle
Ac-celerators,1990,Vol.29,pp.133〜138）、あるい
は、「科学技術庁放射線医学総合研究所重粒子がん治
療装置（ＨＩＭＡＣ）主加速器系シンクロトロン用ＶＭ
Ｅ制御装置」（日立造船技法、平成４年１２月、第５３
巻第４号、pp.35〜41）があげられる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記した従来
の電磁石電源の制御方式では、繰返し制御による補正運
転を何回実行しても、実際には電流偏差をある値より小
さくできないという現象を生じ、運転精度の高精度化を
阻んでいた。

【０００７】本発明の目的は、上記従来技術の問題点を
克服し、電流偏差を大幅に低減して電磁石電源の制御精
度を向上できる制御方法および装置を提供することにあ
る。

【０００８】本発明の目的は、ビーム調整の負担少なく
高精度の磁場パターンを発生でき、ビーム品質を向上で
きる粒子加速器を提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の目的は、所定周
期で電磁石を流れる電流波形の目標値を設定し、前記目
標値を実現するように電磁石に印加する電圧波形を補正
する電磁石電源の制御方式において、前記電圧波形を指
令値として自動電圧制御系（ＡＶＲ）に与え、電磁石の
実測電圧との電圧偏差に応じてフィードバック制御を行
うと共に、前記目標値と前記電磁石に流れる実測電流と
の電流偏差が少なくなるように前記電圧波形を繰返し補
正する繰返し制御を行うことにより達成される。

【００１０】また、本発明の目的は、所定周期で電磁石
を流れる電流波形の目標値を自動電流制御系（以下、Ａ
ＣＲ）に与えて、電磁石の実測電流との電流偏差に応じ
てフィードバック制御し、前記目標値を実現するために
電磁石に印加する電圧波形の指令値と前記ＡＣＲの出力
を自動電圧制御系（以下、ＡＶＲ）に与えて、前記電磁
石の実測電圧との電圧偏差に応じてフィードバック制御
を行うことを特徴とする電磁石電源の制御方式におい
て、前記電流偏差が予め設定されているしきい値より大
きいとき、前記目標値を実現するように前記電磁石に印
加する電圧波形を繰返し補正する繰返し制御を行い、こ
の繰返し制御の期間は、前記ＡＣＲから前記ＡＶＲへの
出力を遮断することにより達成される。

【００１１】さらに、本発明の目的は、粒子の閉軌道を
構成する磁場を発生する複数の電磁石と、点弧角制御さ
れる変換器から前記電磁石に電圧を印加し、前記磁場を
発生させるための電流を供給する電磁石電源と、前記磁
場を所定のパターンで発生させるために前記変換器の点
弧角を制御する電源制御装置を備え、低エネルギーで入
射した粒子を次第に磁場を増加して加速し、高エネルギ
ーの粒子として出射する周期運転を行う粒子加速器にお
いて、前記電源制御装置は、前記所定のパターンで磁場
を与えるための台形状の電流波形を予め目標値として設
定する電流波形記憶手段と、前記目標値を実現する電圧
波形の指令値と前記電磁石に印加される実測電圧との電
圧偏差に応じて、前記変換器の点弧角をフィードバック
制御する自動電圧制御手段（以下、ＡＶＲ）と、前記周
期運転の起動時または前記目標値と前記電磁石に流れる
実測電流との電流偏差がしきい値以上のときに、前記電
流偏差を低減するように前記電圧波形を補正する繰返し
制御手段を備えることにより達成される。

【００１２】

【作用】本発明は次の点に着目してなされたものであ
る。

【００１３】従来の制御方法では、ある運転の結果から
得られた新たな電圧パターンを算出する基となる電流偏
差には、その運転に使用した電圧パターンに含まれ、最
終的に得られるであろう完成した電圧パターンに比較し
ての誤差によるものと、自動電流制御手段（以下、ＡＣ
Ｒ）が所定の電流パターンに近づけるために制御演算し
た結果も含まれている。即ち、ＡＣＲが未完成な段階で
の電圧パターンを補うように作用するため、繰返し制御
を何回実行してもＡＣＲの作用が悪影響して、理想の電
圧パターンに収束する以前の未完成な電圧パターンの状
態でとどまってしまう。

【００１４】本発明による電磁石電源制御の作用とし
て、電流偏差は電圧パターンを補正する繰返し制御のみ
に利用されＡＣＲ動作は行われないので、未完成な電圧
パターンに起因する電流偏差の影響が繰返し制御に現わ
れることがない。したがって、電流偏差は理想の電圧パ
ターンと未完成の電圧パターンの誤差を忠実に反映する
ので、電流偏差を０に近づける電圧パターンの補正を繰
返し行うことで、電流偏差を従来に比べて大幅に低減で
き、電磁石電源の高精度運転が可能になる。

【００１５】本発明による電磁石電源制御の他の作用と
して、電流偏差に基づくＡＣＲの出力が前記電圧パター
ンと共にＡＶＲの入力として与えられるが、前記繰返し
制御の実行中はそのＡＶＲへの入力が遮断される。した
がって、電流偏差には電圧パターンの誤差のみが反映さ
れるため、電流偏差の評価に基づく電圧パターンの修正
分はＡＣＲ動作の影響を受けず、電圧パターンの誤差分
のみを正しく補正することが可能となる。

【００１６】これによれば、起動時等の繰返し制御期間
中はＡＣＲを不能にし、繰返し制御の終了後の通常運転
時はＡＣＲによる外乱などの抑止効果を持たせることが
でき、電磁石電源の高精度且つ安定な運転が可能にな
る。なお、ＡＣＲ不能期間は、繰返し制御期間の一部に
限定することもできる。

【００１７】本発明の粒子加速器の作用として、加速さ
れる粒子の閉軌道を形成する磁場は、目標に極めて近い
電流パターンによって所望の台形パターンが繰返し得ら
れるので、ビーム調整の負担を大幅に低減でき且つ、リ
ップルが小さく再現性の高い高品質の粒子ビームを提供
できる効果がある。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。

【００１９】図２は、本発明を適用する粒子加速器の全
体構成を示したものである。図示の加速器はシンクロト
ロンで、低エネルギーの粒子を入射し、加速するにつれ
て粒子の運動量に比例して磁場を増加させ、加速が完了
すると次段の加速器等へ出射する。シンクロトロンはこ
の一連の動作を、１〜数秒周期で繰り返している。

【００２０】偏向電磁石１Ｂ、集束電磁石１Ｑｆ及び発
散電磁石１Ｑｄは主電磁石と呼ばれ、閉軌道を構成する
磁場を生成する。これらの３種の電磁石は、電力変換器
により構成される電源２Ｂ、２Ｑｆ、２Ｑｄによりそれ
ぞれ励磁される。各電源２は、変換器制御装置５Ｂ、５
Ｑｆ、５Ｑｄによって点弧角制御やフィードバック制御
される。繰返し制御装置６Ｂ、６Ｑｆ、６Ｑｄは、電流
偏差を取り込んで制御指令値である電圧パターンを決定
して、変換器制御装置５に与える。

【００２１】図１は、本発明の第一の実施例による電磁
石電源制御装置の構成図である。電磁石電源制御装置
は、偏向電磁石１Ｂ、集束電磁石１Ｑｆ及び発散電磁石
１Ｑｄの各々に対して同様の構成となるため、その一つ
（例えば偏向電磁石）を一般的に示したものである。

【００２２】電磁石１は複数個が直列接続され、１台の
電源２によって励磁される。電源２は、サイリスタやＧ
ＴＯのような変換器で構成される電圧源である。変換器
２の出力電圧ｖｆは分圧器３で、出力電流ｉｆはＤＣＣ
Ｔ４で実測され、変換器制御装置５へフィードバックさ
れる。変換器制御装置５には、変換器２から電磁石１へ
印加する電圧を制御するためにフィードバック制御を行
うＡＶＲ５１を設け、その出力信号（ＥＣ指令）を自動
移送器（ＡＰＰＳ）５２により変換器２の点弧パルスに
変換する。

【００２３】繰返し制御装置６には、電流パターンメモ
リ６１と、電圧パターンメモリ６２と、電流偏差入力手
段６６、電流偏差パターンメモリ６３、補正電圧パター
ン演算器６２及び補正制御回路６８からなる電圧パター
ン補正機能を具備している。

【００２４】シンクロトロンの場合、励磁電流の電流パ
ターンＩｒは予め所定の時間波形が目標値として設定さ
れ、電流パターンメモリ６１に格納されている。なお、
電流パターンメモリ６１は、繰返し制御装置６以外のと
ころに設けてもよい。

【００２５】電流パターンＩｒは台形を示し、電流値が
低い区間でシンクロトロンに低エネルギーの粒子を入射
し、粒子の加速につれて電流を大きくして電磁石の磁場
を増加させ、加速完了の電流値が最大となる期間にシン
クロトロンから粒子の出射を行う。

【００２６】一方、電圧パターンＶｒはＡＶＲ５１の指
令値であり、目標値の電流パターンＩｒを実現するため
に変換器２から電磁石１に印加される電圧波形である。
その初期値は、電流パターンＩｒと電源回路の負荷であ
る電磁石１やケーブルの抵抗ＲとインダクタンスＬから
（数１）により計算し、電圧パターンメモリ６２に設定
される。

【００２７】

【数１】Ｖｒ＝Ｌ（ｄＩｒ／ｄｔ）＋ＲＩｒ電流パターンＩｒと電圧パターンＶｒは、それぞれの出
力装置６４及び６５から変換器制御装置５に出力され
る。

【００２８】電圧パターンＶｒは、電圧偏差演算器５４
に入力され、電圧出力値ｖｆ（フィードバック値）との
電圧偏差ｖｅを算出する。ＡＶＲ５１この電圧偏差ｖｅ
に応じて、上記のフィードバック制御を行う。

【００２９】このとき、電圧パターンＶｒが、電流パタ
ーンＩｒを実現するための適正な電圧パターンでなけれ
ば、電流パターンＩｒと実測電流ｉｆとの電流偏差ｉｅ
が電流偏差演算器５６より出力される。入力装置６６は
電流偏差ｉｅを取り込み、予め設定されているしきい値
ｉminと比較し、ｉｅ≧ｉminであれば、ｉｅを電流偏差
パターンメモリ６３に時系列に格納し、電流偏差パター
ンＩｅを作成する。電流偏差ｉｅの収集期間Ｔ₁は、補
正制御回路６８から制御され、通常は電流パターンＩｒ
の１周期相当分を取り込む。

【００３０】電流偏差パターンＩｅの作成が終わると、
補正制御回路６８は補正電圧パターン演算器６２を起動
し、（数２）にしたがって補正電圧パターン△Ｖｒを演
算する。期間Ｔ₂は演算の介しから終了までの演算期間
であるが、演算期間にマージンを含んだ電流パターンＩ
ｒの１ないし複数周期相当期間が設定されてもよい。

【００３１】

【数２】△Ｖｒ＝ＫＦ（Ｉｅ）ここで、制御ゲインＫは、電流偏差１（Ａ）あたりの補
正電圧値（ｖ）である。関数Ｆは、再現性ある電流偏差
データの抽出のために施す処理で、たとえば数周期分の
平均操作や低域ろ波処理などである。電源容量が２ｋＡ
程度の場合、実際にはＫ＝０．０１、Ｆ＝１．０Ｉｅの
ようなパラメータ処理が行われる。

【００３２】補正制御回路６８は、演算器６２によって
演算された補正電圧パターン△Ｖｒを、電圧パターンメ
モリ６２の電圧パターンＶｒに加算し、電圧パターンＶ
ｒをＴ₃の期間で更新する。この更新されたＶｒが、次
の繰返し制御周期に、出力装置６５か出力され、電流偏
差ｉｅがしきい値以下になるまで、上記した一連の制御
が繰返し行われる。なお、繰返し制御は、補正制御回路
６８で繰返し数をカウントし、指定回数を越えたとき終
了するようにしてもよい。

【００３３】図示のように、電圧パターンメモリ６２及
び電流偏差パターンメモリ６３は、共にダブルバッファ
構成されている。これによって、現在制御または収集に
利用しているそれぞれのバッファと、補正処理に利用す
るそれぞれのバッファを交互に切替る交替バッファ方式
を採用でき、連続した繰返し制御が可能になる。

【００３４】図３に、一実施例による繰返し制御のタイ
ミングチャートを示す。繰返し制御においては、まず、
目標の電流パターンＩｒと初期設定した電圧パターンＶ
ｒに基づき、一周期から数周期の電源運転を実行し、電
流偏差パターンＩｅデータを得る。

【００３５】図示にはその後の波形状態を示したもの
で、電流パターンＩｒは台形状の波形を１〜数秒（通常
約２秒）周期で繰返し与えられる。電圧パターンＶｒ，
電流偏差パターンＩｅも同一周期で出力ないし生成され
る。

【００３６】繰返し制御周期は、電流パターンの複数周
期を含み、Ｔ₁の期間で電流パターンＩｅを生成し、Ｔ₂
の期間で補正電圧パターン△Ｖｒを生成し、Ｔ₃の期間
で電圧パターンＶｒを補正するが、これらを含む電流パ
ターンの複数周期が設定されている。上記した交替バッ
ファ方式によれば、Ｔ₁の期間とＴ₂〜の期間は同時進行
が可能になり、繰返し制御周期はさらに短縮される。

【００３７】上記の繰返し制御によって、電流偏差ｉｅ
が十分小さくなったところで繰返し制御を完了し、加速
器を本格運転させる。運転中は電流偏差ｉｅを監視し、
所定以上となると再び繰返し制御を実行する。図示例
は、第３回繰返し制御で電流偏差ｉｅがしきい値以下と
なって、繰返し制御を終了している。即ち、外乱などに
よって再び電流偏差ｉｅが大きくなるまでは、電圧パタ
ーンの補正は行われず、加速器は通常の運転状態とな
る。

【００３８】このような本実施例によれば、演算器５６
の偏差出力ｉｅは繰返し制御にのみ使用し、電流フィー
ドバック制御には使用しないので、いわゆるＡＣＲ動作
は行わない。したがって、未完成な電圧パターンＶｒに
起因する電流偏差ｉｅの影響が、ＡＣＲ動作を介して繰
返し制御に現われることもない。即ち、電流偏差ｉｅは
理想の電圧パターンと未完成の電圧パターンの誤差を忠
実に反映するので、電流偏差ｉｅを０に近づける電圧パ
ターンの補正を繰返し行うことで、電流偏差を従来に比
べて大幅に低減でき、電磁石電源の高精度運転が可能に
なる。

【００３９】この結果、電磁石は目標の電流パターンで
繰返し励磁され、加速器は高い再現性を有して粒子ビー
ムの品質が向上し、ビーム調整の負担も大幅に減少す
る。

【００４０】次に、本発明の第二の実施例を説明する。
図４は、第二の実施例による電磁石電源制御装置の構成
図で、図１の構成にＡＣＲ５３と加算器５５及びＡＣＲ
５３と加算器５５間の接続をオン／オフするスイッチ回
路５７を追加している。

【００４１】ＡＣＲ系の悪影響は、繰返し制御の電流偏
差の収集期間に現れる。したがって、この期間を回避す
れば、ＡＣＲは外乱（電力系統の擾乱や温度変化等）に
対してのフィードバック効果を持つので、具備している
方が望ましい。

【００４２】そこで、スイッチ回路５７により、繰返し
制御の全部または一部の期間、ＡＣＲ５３の出力信号Ｖ
ｉを遮断する。本例では、補正制御回路６８は、電流偏
差ｉｅの収集期間Ｔ₁の間、スイッチ回路５７をオフと
し、ＡＣＲ５３の出力信号ＶｉがＡＶＲ５１に入力され
ないようにしている。

【００４３】これ以外の期間、すなわち補正電圧パター
ン演算器６７による（数２）の処理期間Ｔ₂および補正
電圧△Ｖｒをもとの電圧パターンＶｒに加算する期間Ｔ
₃においては、スイッチ回路５７はオンとし、ＡＣＲ５
３によって電流偏差ｉｅが小となるようなフィードバッ
ク制御が行われる。

【００４４】本実施例の方式によれば、電圧パターンＶ
ｒは繰返し制御を進めるにつれ、電流偏差ｉｅが０とな
る理想の電圧パターンに限りなく近づき、電圧パターン
として完成した状態となる。その上、ＡＣＲ系の働きに
より、外乱（電力系統や温度の変化等）に対してその影
響を抑止する効果がある。

【００４５】なお、ＡＣＲ５３の出力信号Ｖｉの遮断期
間をＴ₁としたが、繰返し制御が終了するまでの全期間
としてもよい。また、ＡＣＲ５３の出力信号Ｖｉの遮断
をスイッチ回路５７のオン／オフ動作により実現した
が、遮断期間において、ＡＣＲ５３のゲインを０あるい
は充分小さくするなど種々の変形が可能である。

【００４６】

【発明の効果】本発明の電磁石電源の制御方式によれ
ば、電圧パターンを補正する繰返し制御にＡＣＲ動作の
悪影響を受けることがないので、目標電流を実現するた
めの所望の電圧パターンを作成することが可能となり、
電磁石電源の高精度な運転が実現できる。

【００４７】さらに、本発明の粒子加速器によれば、電
磁石電源の高精度な運転が実現できるるので、粒子ビー
ムの調整の負担が大幅に低減でき且つ粒子ビームの品質
（再現性やリップル）を向上できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第一の実施例による電磁石電源制御装
置の構成図。

【図２】本発明を適用する粒子加速器の概略構成図。

【図３】電磁石電源制御装置の繰返し制御動作を説明す
るタイミングチャート。

【図４】本発明の第二の実施例による電磁石電源制御装
置の構成図。

【符号の説明】

１…電磁石、２…電源（変換器）、３…分圧器、４…Ｄ
ＣＣＴ、５…変換器制御装置、５１…ＡＶＲ、５２…自
動移相器、５３…ＡＣＲ、５４…電圧偏差演算器、５５
…加算器、５６…電流偏差演算器、５７…スイッチ回
路、６…繰返し制御装置、６１…電流パターンメモリ、
６２…電圧パターンメモリ、６３…電流偏差パターンメ
モリ、６４，６５…出力装置、６６…入力装置、６７…
補正電圧パターン演算器、６８…補正制御回路。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】所定周期で電磁石を流れる電流波形の目
標値を設定し、前記目標値を実現するように電磁石に印
加する電圧波形を補正する電磁石電源の制御方法におい
て、前記電圧波形を指令値として自動電圧制御系（ＡＶＲ）
に与え、電磁石の実測電圧との電圧偏差に応じてフィー
ドバック制御を行うと共に、前記目標値と前記電磁石に
流れる実測電流との電流偏差が少なくなるように前記電
圧波形を繰返し補正する繰返し制御を行うことを特徴と
する電磁石電源の制御方法。
【請求項２】請求項１において、前記繰返し制御は、前記電流偏差を前記電流波形の少な
くとも１周期分時系列に収集して電流偏差パターンを作
成し、このパターンに基づいて前記電流偏差を０に近づ
ける補正電圧パターンを作成し、この補正電圧パターン
によって前記電圧波形を補正または更新することを特徴
とする電磁石電源の制御方法。
【請求項３】請求項２において、前記電流偏差パターンは、低域ろ波処理または複数周期
の平均処理を加えて作成することを特徴とする電磁石電
源の制御方法。
【請求項４】請求項１または２または３において、前記繰返し制御は、前記電流偏差が予め設定されている
しきい値以下になるとき又は前記繰返し制御が所定回行
われたときに終了することを特徴とする電磁石電源の制
御方法。
【請求項５】所定周期で電磁石を流れる電流波形の目
標値を自動電流制御系（以下、ＡＣＲ）に与えて、電磁
石の実測電流との電流偏差に応じてフィードバック制御
し、前記目標値を実現するために電磁石に印加する電圧
波形の指令値と前記ＡＣＲの出力を自動電圧制御系（以
下、ＡＶＲ）に与えて、前記電磁石の実測電圧との電圧
偏差に応じてフィードバック制御を行うことを特徴とす
る電磁石電源の制御方法において、前記電流偏差が予め設定されているしきい値より大きい
とき、前記目標値を実現するように前記電磁石に印加す
る電圧波形を繰返し補正する繰返し制御を行い、この繰
返し制御の期間は、前記ＡＣＲから前記ＡＶＲへの出力
を遮断することを特徴とする電磁石電源の制御方法。
【請求項６】請求項５において、前記繰返し制御は、前記所定周期の整数倍の期間を１周
期とし、前記電流偏差を前記電流波形の少なくとも１周
期分収集して電流偏差パターンを作成する第１の期間
と、このパターンに基づいて前記電流偏差を０に近づけ
る補正電圧パターンを作成する第２の期間と、この補正
電圧パターンによって前記電圧波形を補正または更新す
る第３の期間を含むことを特徴とする電磁石電源の制御
方法。
【請求項７】請求項６において、前記ＡＣＲの出力を遮断は、前記第１の期間について行
うことを特徴とする電磁石電源の制御方法。
【請求項８】１または複数の電磁石と、予め設定され
る電流波形の目標値に応じた電流を前記電磁石に供給す
る変換器と、前記目標値を実現する電圧波形の指令値と
前記電磁石に印加される実測電圧との電圧偏差に応じ
て、前記変換器の点弧角をフィードバック制御する自動
電圧制御手段（ＡＶＲ）を備える電磁石電源の制御装置
において、前記目標値と前記電磁石に流れる実測電流との電流偏差
が少なくなるように、前記電圧波形を繰返し補正する繰
返し制御手段を備えることを特徴とする電磁石電源の制
御装置。
【請求項９】請求項８において、前記繰返し制御手段は、前記電流偏差を前記電流波形に
相応する分だけ時系列に収集して電流偏差パターンを作
成、記憶する電流偏差パターン管理手段と、この電流偏
差パターンに基づいて前記電流偏差を０に近づける補正
電圧パターンを作成する補正電圧パターン作成手段と、
前記補正電圧パターンによって前記電圧波形を補正また
は更新、記憶する電圧波形管理手段を備えることを特徴
とする電磁石電源の制御装置。
【請求項１０】１または複数の電磁石と、予め設定さ
れる電流波形の目標値に応じた電流を前記電磁石に供給
する変換器と、前記目標値と前記電磁石に流れる実測電
流との電流偏差に応じてフィードバック制御する自動電
流制御手段（以下、ＡＣＲ）と、前記目標値を実現する
ために前記電磁石に印加する電圧波形の指令値及び前記
ＡＣＲの出力と前記電磁石の実測電圧との電圧偏差に応
じて、前記変換器の点弧角をフィードバック制御する自
動電圧制御手段（以下、ＡＶＲ）を備える電磁石電源の
制御装置において、前記目標値を実現するように前記電圧波形を補正処理す
る補正手段と、この補正手段の実行期間には、前記ＡＣ
Ｒから前記ＡＶＲへの出力を遮断する遮断指令を出力す
る切替指示手段と、前記電流偏差がしきい値より大きい
とき前記補正処理を行う判定手段と、を含む繰返し制御
手段を備えることを特徴とする電磁石電源の制御装置。
【請求項１１】請求項１０において、前記補正手段は、前記電流偏差を前記電流波形に相応す
る分だけ時系列に収集して電流偏差パターンを作成、記
憶する電流偏差パターン管理手段と、この電流偏差パタ
ーンに基づいて前記電流偏差を０に近づける補正電圧パ
ターンを作成する補正電圧パターン作成手段と、最初は
初期設定される前記電圧波形を前記補正電圧パターンに
よって補正または更新、記憶する電圧波形管理手段を備
え、前記切替指示手段は、前記電流偏差パターンの作成、前
記補正電圧パターンの作成及び前記電圧波形の補正また
は更新を切替制御すると共に、前記電流偏差パターンの
作成期間は前記遮断指令をオン出力することを特徴とす
る電磁石電源の制御装置。
【請求項１２】請求項９または１１において、前記電流偏差パターン管理手段および／または前記電圧
波形管理手段は、交替バッファを具備して構成されるこ
とを特徴とする電磁石電源の制御装置。
【請求項１３】粒子の閉軌道を構成する磁場を発生す
る複数の電磁石と、点弧角制御される変換器から前記電
磁石に電圧を印加し、前記磁場を発生させるための電流
を供給する電磁石電源と、前記磁場を所定のパターンで
発生させるために前記変換器の点弧角を制御する電源制
御装置を備え、低エネルギーで入射した粒子を次第に磁
場を増加して加速し、高エネルギーの粒子として出射す
る周期運転を行う粒子加速器において、前記電源制御装置は、前記所定のパターンで磁場を与え
るための台形状の電流波形を予め目標値として設定する
電流波形記憶手段と、前記目標値を実現する電圧波形の
指令値と前記電磁石に印加される実測電圧との電圧偏差
に応じて、前記変換器の点弧角をフィードバック制御す
る自動電圧制御手段（以下、ＡＶＲ）と、前記周期運転
の起動時または前記目標値と前記電磁石に流れる実測電
流との電流偏差がしきい値以上のときに、前記電流偏差
を低減するように前記電圧波形を補正する繰返し制御手
段を備えることを特徴とする粒子加速器。
【請求項１４】請求項１３において、前記電源制御装置は、前記電流偏差に応じてフィードバ
ック制御する自動電流制御手段（以下、ＡＣＲ）と、こ
のＡＣＲの出力部と前記ＡＶＲの入力部間を前記繰返し
制御手段の実行期間中は遮断するスイッチ装置を設けた
ことを特徴とする粒子加速器。