РАЗВИТИЕ СИСТЕМ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ СОБСТВЕННОЙ ЧАСТОТЫ РЕЗОНАТОРОВ ЛУ РАН.

Система автоматического регулирования собственной частоты резонаторов (АРЧТ) является одной из основных систем, обеспечивающих работоспособность линейного ускорителя ионов ( положительных и отрицательных ионов водорода, и протонов).

Система была разработана в 70х годах Московским Радиотехническим Институтом (МРТИ). В качестве управляющего воздействия был выбран тепловой способ подстройки частоты, т.е. температура резонатора, а, следственно его частота, зависят от расхода охлаждающей воды и мощности электронагревателя. Следует отметить, что для обеспечения радиационной безопасности используется теплообменник , где расход охлаждающей воды регулируется клапаном в первичном контуре (техническая вода), а электронагреватель – во вторичном, непосредственно в цепи охлаждения резонаторов. Согласно, разработанной штатной структуры, температура воды вторичного контура должна стабилизироваться изменением расхода первичного контура. Однако, такой способ автономного регулирования не оправдал себя с точки зрения обеспечения динамического диапазона.

Для решения этой проблемы было принято решение и реализован способ параллельного управления клапаном и электронагревателем, что позволило обеспечить работоспособность ускорителя при изменении температуры первичного контура от 6⁰С до 13⁰С. При этом возникла проблема обеспечения качества систем.

Использование аналоговой штатной аппаратуры, разработанной МРТИ, не позволило добиться необходимого качества систем АРЧТ. Использование цифровой техники, в частности микропроцессорных регуляторов, позволило решить проблему качества систем АРЧТ. В результате ввод высокочастотной мощности (ВЧ) сократился с 35 мин. до 10-12 мин.(теоретически это время составляет около 7мин.). В данный момент такая структура систем реализована на начальной части ускорителя.

В перспективе возможна реализация дуального управления с использованием моделей систем на каждый резонатор, которые уже имеются. Принцип такого управления заключается в выдаче одновременного управляющего воздействия на реальную систему и модель. При адекватности модели и системы выдается управляющее воздействие на реальную систему. Следует отметить, что при таком подходе возможно получение необходимого количества производных от управляющего воздействия для организация скользящих режимов. В результате, ожидается повышение качества систем АРЧТ, вплоть до оптимального.

Дальнейшее усовершенствование системы предполагает создание адаптивной системы, когда, в динамическом режиме работы, модель воздействует не только на параметры состояния реальной системы, но и на коэффициенты регуляторов. Современные средства вычислительной техники и программного обеспечения позволяют решить эти проблемы.

А.С. Ковалишин.