【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于回旋加速器领域，具体涉及一种加速器自动调束建模方法。
技术介绍
1、回旋加速器系统繁多且结构复杂，包括离子源系统、注入线系统、主加速器系统、束流线系统、水冷系统、真空系统、气动系统等等，多个系统之间耦合度强，对束流的引出需要多个系统参数之间的配合，需要专业的调试人员花费大量时间才可以调出需要的目标束流。
2、现有调试方案主要通过经验丰富的运行调试人员按照加速器的多节系统进行分步调节，首先对离子源系统进行调节，不断尝试调节电源参数让灯丝起弧，然后调节多个主要参数，使束流效率不断增加，期间需要观测电源状态并且不断调节参数。在引出束流后到下一系统，同样也需要不断调节多个参数，并且调整之后还需要观察上一系统的束流状态在反复调节，重复以上步骤直到最后一个系统靶上的引出束流等于设定的目标束流值。也有部分使用自动化程序进行调节，通过在上位程序编写代码，使用简单的爬山法程序对电源参数进行线性增减，同时观察束流状态，直到达到束流目标值为止。
3、现有技术存在的问题：
4、1.人工调束依赖于经验很难保证束流的效果。回旋加速器在实际应用需要快速且稳定的出束要求，而手工调节束流参数不仅费时费力，并且调节的效果根据运行人员的经验而定，没有统一的调节方案，很难保证束流的效果，并且缺少实际调节经验的运行人员的误操作很可能对加速器不可修复的损伤。
5、2.人工调束无法观测到毫秒级的变化。加速器系统数据的变化在毫秒级，人工调束只能针对单一系统的几个参数进行调节，无法同时观测多个子系统参数，导致无法观测
6、3.固定区间和固定步长的调束方法导致调节精度不够。由于现有调节过程是在固定区间内进行变化和调节，那么这个区间的准确性和每次调节的步长对结果就有很大的影响。区间太小可能最优参数不在区间内，区间太大那么系统震荡会变大而且单个参数的调节时间就会更长；单次调节步长大单个参数调节过程时间会更短但是调节精度就不高，步长小的话精度有所提高但是调节的过程时间也就更长，想要又好又快的找到最佳参数组合就难以实现。
7、4.只是做到局部最优参数，无法做到全局最优参数。加速器各个系统之间存在强耦合关系，当调整好某一个参数后，再调整后续的参数也会对前面已经调整好的参数造成影响，现有方案缺少对多个系统参数的统一调节，只能实现某一系统的束流参数最佳，没有考虑其他系统的影响，无法实现多个系统之间的参数匹配，因此调节的束流可能只是局部最优参数，无法做到全局最优参数。
技术实现思路
1、本专利技术为解决现有技术存在的问题，提出一种加速器自动调束建模方法，第一目的在于解决人工调束依赖于经验很难保证束流的效果的问题；第二目的在于解决人工调束无法观测到毫秒级的变化的问题；第三目的在于解决现有调束方法采用固定区间和固定步长的方法导致调节精度不够的问题；第四目的在于解决现有调束方法只是做到局部最优参数，无法做到全局最优参数的问题。
2、本专利技术为解决其技术问题提出以下技术方案：
3、一种加速器自动调束建模方法，其特点是：包括以下步骤：
4、步骤一、建立自动调束赋初值模型dij，并对该赋初值模型dij中的待调参数赋初值,同时设置总的电源参数优化次数t、及初始电源参数优化次数t＝0；
5、步骤二、建立目标函数f，对目标值ok'和实际值ok进行差值计算；
6、步骤三、令t＝t+1；对所有子系统束流参数的所有备选方案d进行粗调，得到粗调节段束流更新方案di_best，所述di_best为所有子系统联调中的多个备选方案中的最佳备选方案；
7、步骤四、在粗调阶段的基础上，对粗调阶段的备选方案做出调整，得到细调节段束流更新最佳方案di_best；
8、步骤五、判断t＝t，如果否，返回步骤三，如果是，结束。
9、进一步地，所述步骤一的建立加速器自动调束赋初值模型dij，并对该赋初值模型dij中的待调参数赋初值，具体过程如下：
10、1)确定待调参数子系统，包括：离子源子系统、注入线子系统、主加速器子系统、束流线子系统；
11、2)建立赋初值模型dij,该赋初值模型如下：
12、dij＝lbj+rand×(ubj-lbj) i＝1,2,…n；j＝1,2,…dim (1)
13、其中，公式(1)左边的i代表矩阵中第i行，j代表矩阵中第j列；i＝1,2,…n代表矩阵中一共有n个备选方案；j＝1,2,…dim代表矩阵的每一行有dim个参数；公式(1)右边的lbj和ubj分别为第j个被调参数的上下界，rand表示0到1之间的随机数值。
14、进一步地，所述步骤一过程2)的建立赋初值模型dij,具体过程如下：
15、i、确定所有子系统束流参数的所有备选方案d中的各个子系统；
16、d＝[disdil dma dbl] (2)
17、其中：dis为离子源待调参数子系统；dil为注入线待调参数子系统；dma为主加速器待调参数子系统；dbl为束流线待调参数子系统；
18、ii、确定每个子系统的待调参数集dis、dil、dma、dbl；
19、dis＝[d1 d2 d3 d4]；
20、dil＝[d5 d6 … d12]；
21、dma＝[d13 d14 … d18]；
22、dbl＝[d19 d20 … d24]；
23、其中：dis为离子源子系统的n行4列待调节参数集；dil为注入线子系统n行8列待调节参数集；dma为主加速器子系统n行6列待调节参数集；dbl为束流线子系统n行6列待调节参数集；所述n为每个子系统的n个备选方案；
24、iii、确定每个子系统的调节参数：
25、dis离子源系统的调节参数为4个：灯丝电源电流(a)、弧压电源电流(a)、吸极电源电压(kv)、等离子体电源电压(kv)；
26、dil注入线系统的调节参数位8个：1x导向磁体电源电流(a)、1y导向磁体电源电流(a)、2x导向磁体电源电流(a)、2y导向磁体电源电流(a)、注入线上螺线管电源电压(v)、注入线上螺线管电源电流(a)、注入线下螺线管电源电压(v)、注入线下螺线管电源电流(a)；
27、dma主加速器系统的调节参数为6个：正偏转板电源电压(kv)、正偏转板电源电流(ma)、负偏转板电源电压(kv)、负偏转板电源电流(ma)、主磁铁电源电压(v)、主磁铁电源电流(a)；
28、dbl束流线系统的调节参数为6个：束流线x导向电源电流(a)、束流线y导向电源电流(a)、束流线四级透镜电源电流1(a)、束流线四级透镜电源电流2(a)、旋转磁铁电源电压(v)、旋转磁铁电源电压(a)；
29、iv、确定各个子系统的总的待调参数dma
30、所有子系统调节参数一共24个，即dim＝24。
【技术保护点】
1.一种加速器自动调束建模方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述一种加速器自动调束建模方法，其特征在于：所述步骤一的建立加速器自动调束赋初值模型Dij，并对该赋初值模型Dij中的待调参数赋初值，具体过程如下：
3.根据权利要求2所述一种加速器自动调束建模方法，其特征在于：所述步骤一过程2)的建立赋初值模型Dij,具体过程如下：
4.根据权利要求3所述一种加速器自动调束建模方法，其特征在于：将所述公式(2)的各个子系统展开，组成N行Dim列的所有子系统束流参数的所有备选方案D如下：
5.根据权利要求1所述一种加速器自动调束建模方法，其特征在于：所述步骤二的建立目标函数F，对目标值Ok'和实际值Ok进行差值计算，具体为：
6.据权利要求5所述一种加速器自动调束建模方法，其特征在于：该公式(4)的Ok'计算如下：
7.根据权利要求1所述一种加速器自动调束建模方法，其特征在于，所述步骤三的对所有子系统束流参数的所有备选方案D进行粗调，得到粗调节段束流更新方案Di_best，具体过程如下：
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