超长波荡器系统相位匹配的理论研究

《大功率PSM短波发射机自动调谐系统的研究与实现》篇一一、引言随着通信技术的飞速发展，短波通信作为其重要分支，扮演着日益重要的角色。

大功率PSM（脉宽调制）短波发射机作为短波通信的核心设备，其性能的稳定性和效率直接影响着通信质量。

为了实现大功率PSM短波发射机的优化性能，本文针对其自动调谐系统进行研究与实现，以提高发射机的效率和稳定性。

二、大功率PSM短波发射机概述大功率PSM短波发射机是一种广泛应用于短波通信领域的设备，其工作原理是通过脉宽调制技术对射频信号进行调制，从而实现信号的传输。

然而，由于工作环境、设备老化等因素的影响，发射机的性能可能会发生波动，导致通信质量下降。

因此，需要一种自动调谐系统来保证发射机的性能稳定。

三、自动调谐系统研究1. 系统架构设计大功率PSM短波发射机自动调谐系统主要由调谐控制器、传感器、执行器等部分组成。

调谐控制器负责接收调谐指令，并根据指令控制传感器和执行器进行调谐操作。

传感器负责实时监测发射机的状态参数，如频率、功率等，执行器则根据调谐控制器的指令对发射机进行相应的调整。

2. 调谐算法研究调谐算法是自动调谐系统的核心，直接影响着系统的调谐精度和速度。

本文研究了多种调谐算法，包括基于神经网络的调谐算法、基于遗传算法的调谐算法等。

通过对比分析，发现基于神经网络的调谐算法具有较高的调谐精度和适应性，因此本文采用该算法作为自动调谐系统的核心算法。

四、自动调谐系统的实现1. 硬件实现自动调谐系统的硬件部分主要包括调谐控制器、传感器、执行器等。

调谐控制器采用高性能的单片机或DSP芯片，以保证系统的实时性和稳定性。

传感器和执行器的选择需根据实际需求进行，确保其能够准确监测发射机的状态参数并快速响应调谐控制器的指令。

2. 软件实现自动调谐系统的软件部分主要包括操作系统、驱动程序、调谐算法等。

操作系统采用实时操作系统，以保证系统的实时性和可靠性。

驱动程序负责与硬件部分进行通信，实现数据的采集和传输。

第10卷　第4期强激光与粒子束V o l .10,N o .4 1998年11月H IGH POW ER LA SER AND PA R T I CL E BEAM S N ov .,1998　波荡器位相误差及垫补计算Ξ贾启卡(中国科技大学,国家同步辐射实验室,合肥,230029) 摘　要　给出了波荡器位相误差的函数式,可由磁场峰值分布直接计算波荡器位相均方根误差。

给出了波荡器垫补修正场的简单解析计算式,可根据垫片的位置、大小、厚度、磁极间隙等参数直接计算出对磁场及位相的修正。

关键词　波荡器　位相误差　磁场垫补 中图分类号　TN 752 波荡器是第三代同步辐射光源以及自由电子激光装置中的关键设备,其磁场质量对光源的品质具有特别重要的意义。

波荡器磁场的优化不仅要使其对电子束的扰动效应最小,而且还要得到尽可能接近理想的高质量辐射谱。

人们发现,就与辐射强度的关联性来说,位相误差是比峰值场强误差更有意义的标度参数[1～2];位相误差也是刻划波荡器非理想磁场对于自由电子激光增益影响的重要因素。

但是由于位相误差对实测磁场参数的函数关系不是那么直接明显,由实测数据数值计算位相误差,结果与边缘场选取的范围关系很大,国外有的则把端部磁极略去[3]。

本文采用K incaid 磁场误差模型,考虑到边缘场对波荡器位相误差的影响,还将对波荡器垫补的修正场进行分析。

1　波荡器位相均方根误差表达式[4] 轴上辐射强度可由下式给出d 2I d w {d 8∝ ∫x ’(z )e i Υ(z )d z 2(1)其中x ’=d x d z 是电子束偏角,位相Υ定义为Υ=2Π∫[1-Βz (z )]d z =n [t +a 2u ∫I 2(t )d t ](2)其中,n 是谐波数,Λ=1+a 2u 2,a u 是波荡器无量纲化矢量势,I (t )=∫(B (t ’) B ϖm )d t ’,t =k u z ,B ϖm 是平均峰值场强。

上海光源首批波荡器永磁块研制
何永周;张继东;周巧根;钱珍梅;黎阳
【期刊名称】《强激光与粒子束》
【年(卷),期】2010(22)7
【摘要】介绍了上海光源2台混合型真空室内波荡器IVU25用636件Sm2Co17永磁块(规格为65 mm×25 mm×8.965 mm)和1台APPLE-Ⅱ型椭圆极化波荡器EPU100用668件NdFeB永磁块(规格为35 mm×35 mm×25 mm)的研制情况.指出了影响剩磁离散性、磁化偏角、机械尺寸精度等技术要求的基本因素,并对其原理进行了分析.研制的Sm2Co17和NdFeB永磁块的磁性能、磁场品质、机械尺寸精度等满足了上海光源首批波荡器插入件技术要求.
【总页数】4页(P1627-1630)
【作者】何永周;张继东;周巧根;钱珍梅;黎阳
【作者单位】中国科学院,上海应用物理研究所,上海,201800;中国科学院,上海应用物理研究所,上海,201800;中国科学院,上海应用物理研究所,上海,201800;中国科学院,上海应用物理研究所,上海,201800;中国科学院,上海应用物理研究所,上
海,201800
【正文语种】中文
【中图分类】TL5;TM273
【相关文献】
1.上海光源真空波荡器Sm2Co17永磁铁的实验研究 [J], 何永周;周巧根
2.用模拟退火法进行纯永磁波荡器磁块组合优化 [J], 陈念;何多慧;李格;贾启卡;张鹏飞;徐宏亮;蔡根旺
3.上海光源硬X射线微聚焦光束线站首轮调试暨首台真空波荡器自主研制获得成功[J],
4.我国首批高热导抗事故核燃料芯块研制成功 [J],
5.我国首台上海光源波荡器EPU10研制成功 [J],
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强迫功率振荡故障反演方法改进谭真; 万玉良; 项颂; 李兆伟; 陈璐; 李威; 罗剑波【期刊名称】《《内蒙古电力技术》》【年(卷),期】2019(037)005【总页数】5页(P6-10)【关键词】电力系统; 强迫功率振荡; 低频振荡; 谐振; 广域测量系统; 时域仿真【作者】谭真; 万玉良; 项颂; 李兆伟; 陈璐; 李威; 罗剑波【作者单位】南瑞集团有限公司(国网电力科学研究院有限公司) 南京 211106; 国网内蒙古东部电力有限公司呼和浩特 010020【正文语种】中文【中图分类】TM7120 引言国内互联电网的发展非常迅速，大区振荡模式的阻尼也在不断改善，但对于主网末端的局部电网，由于交流联系薄弱，在远距离、大功率送电时仍存在低频振荡风险。

低频振荡影响范围广、持续时间长，会对电网安全稳定运行造成巨大威胁[1-4]。

2017-07-01T06：44：00—07：12：00，中国东北某电网1台发电机发生了持续28 min的功率扰动，造成电厂送出线路以及区域电网与主网的联络线功率持续振荡，振荡频率约为1.25 Hz，属于低频振荡范围。

该电网调度下令停运功率扰动机组后，电网功率振荡迅速平息。

根据以往电网多次发生的低频振荡事件，现有文献在其振荡机理、特性等方面已取得了许多重大成果[2-16]。

机理方面，目前学术界和工程界普遍认为低频振荡可分为负阻尼振荡和强迫功率振荡。

负阻尼振荡在采用现代快速、高顶值倍数励磁系统的条件下更容易发生，可通过电力系统稳定器（PSS）在弱阻尼或负阻尼频率附加阻尼解决。

在强迫功率振荡理论研究方面，文献[4]指出了电力系统强迫功率振荡是由扰动频率接近系统固有振荡频率激起的谐振现象。

文献[5]进一步分析了强迫功率振荡的主要影响因素，其振荡幅值与扰动的地点、幅值、系统惯量以及阻尼比的大小相关。

还有部分学者从能量角度[6-7]和特征向量角度[8-9]对强迫功率振荡机理进行了研究分析。

《大功率PSM短波发射机自动调谐系统的研究与实现》篇一一、引言随着通信技术的飞速发展，短波通信因其独特的传播特性，依然在军事、紧急救援、偏远地区通信等领域占据重要地位。

大功率PSM（Phase Shift Modulation，相位调制）短波发射机作为短波通信的核心设备，其性能的稳定性和调谐的效率显得尤为重要。

因此，本文针对大功率PSM短波发射机自动调谐系统进行了深入的研究与实现。

二、背景与意义短波通信具有传输距离远、不需要中继设施、能在恶劣环境下工作等优点，但同时也面临着信号衰落、多径效应等挑战。

大功率PSM短波发射机的调谐系统是影响其性能的关键因素之一。

传统的调谐方式主要依靠人工操作，效率低下且难以保证调谐的准确性。

因此，研究和实现大功率PSM短波发射机自动调谐系统，不仅可以提高发射机的效率，还能提高信号传输的质量和稳定性。

三、相关技术研究（一）PSM技术PSM技术是一种相位调制技术，具有高抗干扰能力、频谱利用率高等优点。

在短波通信中，PSM技术被广泛应用于大功率发射机。

（二）自动调谐技术自动调谐技术是通过自动控制系统，根据预设的参数或实时反馈的信号质量信息，对发射机的频率、相位等参数进行自动调整，以达到最优的发射效果。

四、系统设计与实现（一）系统架构设计大功率PSM短波发射机自动调谐系统主要由控制系统、传感器系统、执行机构等部分组成。

控制系统负责接收预设参数或实时反馈的信号质量信息，并发出控制指令；传感器系统负责实时监测发射机的状态信息；执行机构根据控制系统的指令进行相应的操作。

（二）关键技术实现1. 信号质量检测：通过传感器实时检测发射机的信号质量，包括频率偏移、相位误差等参数。

2. 控制算法设计：根据实时检测的信号质量信息，通过控制算法计算出最佳的调谐参数，并发出控制指令。

控制算法可以采用经典的PID控制算法或现代优化算法，如神经网络、遗传算法等。

3. 执行机构操作：执行机构根据控制系统的指令，对发射机的频率、相位等参数进行自动调整。

第30卷第11期强激光与粒子束V o l.30,N o.11 2018年11月H I G H P OW E R L A S E R A N D P A R T I C L E B E AM S N o v.,2018太赫兹自由电子激光波荡器的设计㊁测量与优化*闫陇刚1,邓德荣1,张浩1,张伟2,张继东2,杨兴繁1,黎明1(1.中国工程物理研究院应用电子学研究所,四川绵阳621999;2.中国科学院上海应用物理研究所,上海201800)摘要:波荡器电子轨迹中心偏移和磁场误差对C T F E L装置性能影响很大,通过前期设计和后期测量与优化将其限制在指标要求范围内㊂在前期设计中尽量避免引入全局性的系统误差:磁结构具有平面反对称结构,保证电子轨迹中心和波荡器磁轴重合;磁结构端部的特殊设计减弱了间隙对出口磁场二次积分的影响;机械系统的大梁和立柱具有良好的刚性,闭环控制系统保证了高的波荡器间隙控制精度,这些措施降低了间隙不一致引入的磁场误差㊂在后期测量与优化中削弱了磁场的残存全局系统误差和局部随机误差:利用磁场点测台测量了波荡器磁场的纵向和横向分布,通过调节标准单元组件位置对磁场进行了垫补和优化,优化后电子轨迹中心偏移㊁峰峰值误差㊁相位误差㊁好场区及其误差均满足指标要求㊂关键词:太赫兹自由电子激光;波荡器;设计;测量与优化中图分类号: T L503.8文献标志码: A d o i:10.11884/H P L P B201830.180247除了与电子束品质有关外,自由电子激光(F E L)的小信号增益㊁增益长度和相干度等都受到波荡器磁场及其误差的影响[1],这表现在:首先,在谐振腔型自由电子激光中电子束和辐射场必须在横向和纵向重叠,纵向重叠通过调节谐振腔长度实现,而横向重叠取决于波荡器中电子轨迹中心偏移[2];其次,波荡器磁场误差也对装置整体性能有很大影响,比如,波荡器峰峰值误差会展宽F E L辐射谱[3],相位误差会消弱F E L输出功率[4-5];最后,辐射波长也主要通过波荡器峰值磁场来调节㊂中国工程物理研究院太赫兹自由电子激光(C T F E L)是具有高重频和高占空比的振荡器型自由电子激光装置,该装置目前已经建成并饱和出光,未来将作为用户装置运行,可以为用户提供1~3T H z㊁宏脉冲平均功率大于10W的太赫兹波[6-7]㊂作为加速器驱动的光源,C T F E L 装置包括光阴极注入器[8-9]㊁超导射频直线加速器[10]㊁波荡器和光学谐振腔等主要部件,其通过电子束在波荡器磁场中做扭摆运动产生太赫兹辐射[11]㊂C T F E L的波荡器周期长度38mm,依此命名为U38,围绕减小电子轨迹偏移和误差这一中心,本文介绍了U38波荡器的设计情况,测量了纵向和横向磁场分布,并在此基础上对磁场进行了垫补和优化,结果表明所有参数都符合指标要求㊂1指标要求根据F E L理论计算,U38波荡器的指标要求见表1[12]㊂需要注意的是,一般电子轨迹中心偏移只要不大于电子在波荡器中扭摆运动的振幅即可[13],为了保证顺利出光,U38波荡器的要求更严格,电子轨迹中心偏移必须小于0.1mm㊂表1U38波荡器指标要求T a b l e1S p e c i f i c a t i o n s o f u n d u l a t o rU38m a g n e t i c s t r u c t u r e p e r i o d/mmg a p/mmp e r i o dn u m b e rm a xp e a k f i e l d/Tm a xu n d u l a t o rp a r a m e t e r Ke l e c t r o nt r a j e c t o r y c e n t e rd e v i a t i o n/mmg o o d f i e l dr a n g e/mmg o o d f i e l dr a n g e e r r o r/%p e a k-t o-p e a ke r r o r/%p h a s ee r r o r/(ʎ)t o t a ll e n g t h/mmp l a n a r,a n t i-s y mm e t r y3818~3242>0.5>1.77<0.1>12<0.5<0.5<5<17002U38设计U38波荡器具有典型的H a l b a c h型磁结构[14],这种磁结构可以获得更高的峰值场强㊂磁结构上下两排磁阵列各有42个标准周期,磁阵列整体呈反对称配置,保证电子轨迹中心和波荡器磁轴重合㊂磁块材料N d F e B*收稿日期:2018-09-26;修订日期:2018-10-17基金项目:国家重大科学仪器设备开发专项(2011Y Q130018);国家自然科学基金项目(11505174,11505173,11605190)作者简介:闫陇刚(1986-),男,硕士,从事自由电子激光及其相关技术研究;441038564@q q.c o m㊂通信作者:邓德荣(1979-),男,学士,从事自由电子激光及其相关技术研究;l p p m c m@163.c o m㊂113101-1113101-2的牌号为N 45S H ,室温剩磁和矫顽力分别大于1.3T 和1400k A /m ,高矫顽力可以防止C T F E L 的高功率电子束造成磁块退磁,磁极材料选用高饱和磁化强度的D T 4㊂利用三维磁场计算软件T O S C A -3D 优化了磁块和磁极尺寸,使最小磁块体积下能获得最大的峰值磁场和最宽的好场区,优化得到磁块尺寸为50mmˑ75mmˑ13.9mm ,磁极尺寸为40mmˑ55mmˑ5mm ㊂磁块和磁极的棱边还做了倒角处理,以分别抑制磁块内部退磁和磁极过饱和㊂利用R a d i a 模拟了磁结构的磁场,图1给出了R a d i a 中8周期计算模型和磁场纵向分布,可见有效峰值磁场大于0.512T ㊂由于端部效应,不同间隙下的出口二次场积分存在较大差异,因此端部磁结构必须做特殊设计,以减弱间隙对电子轨迹的影响㊂这里参考了J .C h a v a n n e 等人的设计[15],适当减小了端部磁极和端部磁块的厚度,端部磁极厚度为3.3mm ,相邻两块端部磁块的厚度分别为10mm 和3.3mm ,端部磁极和相邻两块端部磁块之间还各留有6.5mm 气隙㊂优化后出口二次场积分随间隙的变化见图2,最小间隙18mm 下二次积分约为2T ㊃mm 2,随着间隙增大二次场积分变大,在间隙28mm 时达到最大值约13T ㊃mm 2,随后基本保持稳定㊂F i g.1 R a d i a s i m u l a t i o nm o d e l a n d r e s u l t 图1 R a d i a 计算模型及计算结果图3显示了U 38波荡器机械系统的三维图,包括立柱㊁大梁㊁磁结构㊁机械驱动系统和底座等组成部分,其整体采用C 型结构㊂在磁结构机械设计上,为便于后期磁场垫补,两个1/2厚磁块夹一个磁极构成一个标准单元组件,见图3小插图㊂在磁场垫补时,只需在标准单元组件与底板之间塞入一定厚度的铜片,通过改变标准单元组件的位置来改变局域磁场误差㊂为了安装需要,磁极根部对称设计了两个耳朵,磁块四个顶角也做了5ˑ45ʎ的切削处理,磁场计算表明这些修改对磁场影响不大㊂磁结构磁块和磁极之间还留有0.05mm 的空隙,防止磁块和磁极挤压过紧㊂上下两个磁阵列在间隙18mm 下有最大磁力5k N ,在磁力和自身重力作用下,大梁和立柱会产生形变,这对间隙精度有直接影响,可能造成磁场系统偏差,因此必须提高大梁和立柱刚度以控制形变㊂大梁通过焊接方法构成箱式结构,长度1670mm ,截面尺寸300mmˑ180mm ,属于两支点结构㊂立柱通过滑枕与丝杠螺母与大梁相连,也采用了和大梁类似的焊接结构㊂通过A N S Y S 静力计算,大梁和立柱在最大磁吸力5k N 及自身重力作用下最大形变分别小于1μm 和21μm ,如图4(a )和(b )所示㊂机械驱动系统用来调节间隙大小,因此对间隙精度也有直接影响,其包括4套独立运行的子系统,每套子系统均为F i g .2 S e c o n d i n t e g r a l o fm e g n e t i c f i e l d a t u n d u l a t o r e x i tw i t h t h e g a p g 图2 出口二次积分随间隙g的变化F i g .3 M e c h a n i c a l s y s t e mo fU 38图3 U 38机械系统强激光与粒子束113101-3F i g.4 D e f o r m a t i o n s o f b e a ma n d f r a m e 图4 大梁和立柱受力变形伺服电机+减速机+滚珠丝杆+直线导轨+光栅尺 的组成形式,4套子系统同步运行而互不干扰,因此可以方便地消除间隙误差[16]㊂ 控制系统是U 38波荡器的大脑 ,它 指挥 机械驱动系统完成间隙调节,并监视波荡器的运行状态,其定位精度对间隙精度也有直接影响㊂控制系统硬件组成结构见图5,其具有上位机和下位机两级计算机控制结构,上位机主控制器采用西门子S 7-315,下位机运动控制器采用西门子S I MO T I O N D 435,两者通过p r o f i b u s总线连接㊂D 435集成一个C U 320多轴控制单元,该单元通过电机驱动器控制4台伺服电机运动,每个电机都配有分辨率为0.1μm 的绝对光栅尺,光栅尺测量每台伺服电机的位置并把位置信息反馈给D 435,构成了一个闭环反馈运动控制系统,其重复定位精度可达5μm ㊂F i g .5 B l o c k g r a p ho f c o n t r o l s ys t e m 图5 控制系统组成框图3 U 38测量和优化 波荡器完成设计并实际加工后,还会有材料不一致性和加工装配等带来局部随机误差,以及残存的全局系统误差,必须利用磁场点测台对波荡器的磁场分布进行测量和垫补优化,以减小电子轨迹中心偏移和磁场误差,从而最大限度地提高F E L 输出功率㊂3.1 磁场纵向分布 测量和优化了19.0,21.0,24.0,25.6,28.0mm 间隙下的磁场纵向分布㊂图6(a )显示了24.0mm 间隙下闫陇刚等:太赫兹自由电子激光波荡器的设计㊁测量与优化113101-4 中心轴磁场纵向分布,分布曲线呈正弦型和反对称型㊂在F E L 中轨迹准直性是实现强波束相互作用的关键,但是微弱磁场误差就能明显影响波荡器磁场,进而损害轨迹准直性,导致F E L 增益下降㊂影响轨迹准直性的误差可以分为局域误差和全局误差[17],局域误差来自磁性材料的不一致性和标准单元组件的安装误差,U 38波荡器通过调整单元组件的位置来消除局域磁场误差㊂全局误差来自大梁装配误差㊁大梁剩磁和地磁等,U 38波荡器上下大梁安装了长线圈,出口和入口各有一个导向,以此消除全局磁场误差㊂基于图6(a )的磁场分布利用公式(1)计算了磁场二次积分,假设电子能量为8M e V ,优化后的电子轨迹如图6(b )所示㊂图6(b )中间虚线为轨迹中心,可见除了两端极少部分U 38波荡器中轨迹中心偏移小于0.1mm ㊂I 2=ʏz ᵡz s t a r t [ʏz ᶄz s t a r t B y (z )d z ]d z ᶄ(1)F i g .6 L o n g i t u d i n a l d i s t r i b u t i o no fm a g n e t i c f i e l d a n d t r a j e c t o r y a f t e r s h i mm i n g a n do p t i m i z a t i o nu n d e r t h e g a p of 24.0mm 图6 24.0mm 间隙下,磁场纵向分布和垫补优化后的电子轨迹F i g .7 P e a k -t o -p e a ke r r o r a n d p h a s e e r r o r c h a n g ew i t h t h e g a p g 图7 峰峰值误差和相位误差随间隙g 的变化峰峰值误差主要来自间隙误差和材料不一致性,一般要求其小于自然线宽1/2N u ,以避免F E L 谱峰展宽过大,C T F E L 波荡器要求峰峰值误差小于0.5%㊂在波荡器中电子和太赫兹波的相位必须匹配,比起峰峰值误差相位误差与自发辐射和小信号增益更相关,因此相位误差比峰峰值误差更有意义,C T F E L 波荡器要求相位误差小于5ʎ㊂相位根据式(2)计算,其中Φ(z ),λu ,K ,c ,m 0和e 分别表示相位㊁周期长度㊁波荡器参数的平均值㊁光速㊁静止坐标系中电子质量和电子电荷[18],相位误差等于极点相位减去2n π,其中n 是磁极序号㊂优化后峰峰值误差和相位误差如图7所示,所有间隙下峰峰值误差和相位误差分别小于要求的0.5%和5ʎ㊂从图7还可看出,峰峰值误差和相位误差都随间隙增大而减小,这是由于在大间隙下材料不一致性带来的误差变小㊂Φ(z )=2πλu (1+0.5K 2){z +(e m 0c )2[ʏz ᵡz s t a r t (ʏz ᶄz s t a r t B (z )d z )2d z ᶄ]}(2) F E L 通过调节波荡器磁场或电子能量来连续改变辐射波长,实际上调节峰值磁场更简单方便,所以调束试验中需要峰值磁场随间隙变化的连续曲线㊂一般来说,峰值磁场随着间隙增加呈指数级降低,在以前的研究中发现了如式(3)的经验公式,其中B 0和g 分别代表峰值磁场和间隙,A ,B 和C 是三个待定系数[19]㊂在19.0,21.0,24.0,25.6,28.0mm 间隙下,计算U 38波荡器峰值磁场的均方根值,然后通过最小二乘法拟合公式(1),结果A =2.991,B =-3.736,C =0.379㊂图8显示了原始数据(圆圈)和拟合曲线(实线),利用该拟合曲线可以获得任何间隙下的峰值磁场㊂B 0=A e x p [B g λu +C (g λu )2](3)3.2 磁场横向分布自由电子激光需要平坦的横向场分布,但由于磁结构的宽度有限,实际横向磁场分布呈梯形㊂通常引入好场区来表征这种非理想情况,好场区必须足够宽以包含电子束的横向运动区域㊂根据C T F E L 的电子能量范强激光与粒子束113101-5围和最大光束尺寸推算,U 38波荡器需要12mm 的好场区,好场区内误差小于0.5%㊂在19.0,21.0,24.0,25.6,28.0mm 间隙下测量-18mm 到18mm 之间的磁场横向分布,结果见图9㊂所有间隙下12mm 好场区内磁场误差ε均在0.5%以内,且误差随间隙的减小而略有下降㊂F i g .8 P e a k f i e l d c h a n g ew i t h t h e g a p g 图8 峰值磁场随间隙g的变化F i g .9 T r a n s v e r s e d i s t r i b u t i o no fm a gn e t i c f i e l da n d e r r o r s εi n g o o d f i e l d r e gi o n 图9 横向场分布和好场区内误差ε4 结 论根据U 38波荡器指标要求,围绕减小电子轨迹偏移和误差这一中心,本文设计了C T F E L 装置的波荡器U 38,测量了U 38的纵向和横向磁场分布,并对磁场进行了垫补和优化㊂经过优化波荡器中电子轨迹中心偏移小于0.1mm ,峰峰值误差和相位误差分别小于0.5%和5ʎ,以上参数都满足指标要求㊂目前U 38已经安装在了C T F E L 装置上,保障了C T F E L 的顺利出光㊂参考文献:[1] N e i lGR ,M e r m i n g aL .T e c h n i c a l a p p r o a c h e s f o r h i g h -a v e r a g e -p o w e r f r e e -e l e c t r o n l a s e r s [J ].R e v i e wo fM o d e r nP h y s i c s ,2002,74(3):685-701.[2] J i aQ K.F i e l d i n t e g r a l s e r r o r of u n d u l a t o r [J ].N u c l e 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s eA c a d e m y o f S c i e n c e s,S h a n g h a i201800,C h i n a)A b s t r a c t: E l e c t r o n t r a j e c t o r y c e n t e r d e v i a t i o na n dm a g n e t i c f i e l d e r r o r s o f u n d u l a t o r h a v e a g r e a t i n f l u e n c e o n t h e p e r f o r m-a n c e s o fC T F E Lf a c i l i t y,w h i c hw e r e l i m i t e d i n t h e r a n g eo f s p e c i f i c a t i o nr e q u i r e m e n t sb yp r e l i m i n a r y d e s i g na n d p o s tm e a s u r e-m e n t a n do p t i m i z a t i o n.I n t h e p r e l i m i n a r y d e s i g n,t h e g l o b a l s y s t e me r r o r sw e r e a v o i d e d a s f a r a s p o s s i b l e:t h em a g n e t i c s t r u c t u r e h a s a p l a n a r a n t i-s y mm e t r i c s t r u c t u r e t o e n s u r e t h e c o i n c i d e n c e o f e l e c t r o n t r a j e c t o r y c e n t e r a n du n d u l a t o rm a g n e t i c a x i s;t h e s p e-c i a l d e s i g no fm a g n e t i c s t r u c t u r e e n dw e a k e n s t h e i n f l u e n c e o f g a p o n s e c o n d i n t e g r a l o fm a g n e t i c f i e l d a t u n d u l a t o r e x i t;t h e b e a m a n d f r a m e o f t h em e c h a n i c a l s y s t e mh a v e g o o d r i g i d i t y a n d t h e c o n t r o l s y s t e m w i t hc l o s e-l o o p c o n f i g u r e g u a r a n t e e sh i g ha c c u r a c y o f t h e g a p c o n t r o l,a l l o fw h i c h l i m i t t h em a g n e t i c f i e l d e r r o r s c a u s e db y t h e g a p i n c o n s i s t e n c y.T h e r e s i d u a l g l o b a l s y s t e me r r o r s a n d l o c a l r a n d o me r r o r s o f t h em a g n e t i c f i e l dw e r e r e d u c e d i n t h e l a t e rm e a s u r e m e n t a n do p t i m i z a t i o n:t h e l o n g i t u d i n a l a n d t r a n s-v e r s e d i s t r i b u t i o n s o fm a g n e t i cf i e l d w e r e m e a s u r e du s i n g m a g n e t i cf i e l d m e a s u r e m e n tb e n c ha n dt h e nt h eu n d u l a t o r f i e l d w a s s h i mm e da n do p t i m i z e db y a d j u s t i n g t h e p o s i t i o n s o f s t a n d a r du n i t c o m p o n e n t s.F i n a l l y,t h e e l e c t r o n t r a j e c t o r y c e n t e r d e v i a t i o n, p e a k-t o-p e a ke r r o r,p h a s e e r r o r a n d g o o d f i e l d r a n g e e r r o rm e e t t h e r e q u i r e m e n t s o f s p e c i f i c a t i o na f t e r o p t i m i z a t i o n.K e y w o r d s:t e r a h e r t z f r e e e l e c t r o n l a s e r;u n d u l a t o r;d e s i g n; m e a s u r e m e n t a n do p t i m i z a t i o nP A C S:41.60.C r;41.85.L c113101-6。

海洋平台吊机波浪补偿系统研究鄢华林,姜飞龙Researc h on w ave co mpensati on syste m of ocean-platfor m craneYAN H ua-li n,JI A NG Fe-i long(江苏科技大学机械工程学院,江苏镇江 212003)摘 要:为消除在两船吊放货物的过程中波浪对作业船舶的影响,以主动式波浪补偿反馈控制系统作为研究对象,分析了补偿原理和位移测量原理,推导了传递函数。

通过仿真结果表明,伪微分控制完全满足波浪补偿控制系统的要求。

关键词:波浪补偿;液压绞车;伪微分控制中图分类号:TP275 文献标识码:B 文章编号:1000-4858(2011)02-0022-04引言随着全球经济发展对海洋运输和海洋资源的不断增加,由于受到风浪的影响,进行海上作业的船只会随着海浪做不规律的起伏运动,导致吊放的货物极易撞击到船的甲板,严重时物毁船损,造成相当大的经济损失,特别是一些军用物资(导弹箱等),带来了极大的危险性。

文献[1]采用主动与牵引复合的波浪补偿方式,减轻海浪对海上补给的影响。

文献[2]研究了一种具有波浪补偿和防晃功能的船用起重机实现海浪环境的起重作业。

以上各种研究均为采用阀控液压缸的波浪补偿方式,由于液压缸具有反应慢、行程短等缺点,因此在本文作者提出了采用液压马达进行补偿的补偿方式,通过调定溢流阀的溢流压力设定恒张力绞车的张力,保证恒张力绞车的马达吊着货物随波浪的起伏作正向或者反向的旋转运动,从而保证了货物在整个吊放过程的相对平稳性,使得货物装卸过程的安全可靠。

1 波浪补偿模型如图1所示两船做补给作业,静态下,货物相对被补给船位移量:s=s0+(s1-s2)式中:s0为卷筒收放缆绳位移;s1为补给船升沉位移; s2为被补给船升沉位移。

s0=s2-s1时,s=s0+(s1-s2)=(s2-s1)+(s1-s2)=0,货物由恒张力绞车通过卷筒的正反转收放缆绳保证货图1 波浪补偿系统执行简图收稿日期:2010-10-07作者简介:鄢华林(1957 ),男,江西高安人,高工,硕士生导师,主要从事电液控制、海洋装备技术方面的研究和教学工作。

全通滤波器调整相位的原理高维忠【摘要】介绍通过全通滤波器调整音频信号相位的相关概念和基本原理.【期刊名称】《演艺科技》【年(卷),期】2017(000)002【总页数】5页(P19-23)【关键词】全通滤波器;相位;相位差;幅频特性;相频特性;群延时【作者】高维忠【作者单位】北京第七九七音响股份有限公司,北京101304【正文语种】中文近年来，利用全通滤波器来改善音色的文章屡见不鲜，如利用全通滤波器调整相位以及用全通滤波器来补偿两个声波间相位差等。

鉴于此，笔者就全通滤波器的原理谈一些个人的认识，以供参考。

声频行业的许多技术人员都希望通过在扩声系统中加入全通滤波器来调整相位关系，从而弥补由于相位问题而引起的声音缺陷。

然而，前提是必须了解“相位”和“相位差”这两个基本概念。

声频信号具有频率、幅度、声速、相位、声程等相关特性，其可听声波的频率范围（即“声频范围”）是20 Hz到20 kHz。

但是，绝大多数声音不是单一频率的正弦波信号，而是由许多频率的正弦波信号组合而成的，其中最主要的就是声音的基音（基波），还有很多个谐音（谐波），这些谐音的频率是基音频率的不同整数倍，例如2倍、3倍、4倍……n倍，通常可以称为二次谐波、三次谐波、四次谐波等等，最后组成“复合”的声音幅度时间曲线，也就是波形图。

如图1所示是正弦波交流电的波形，横轴是时间轴（t），纵轴是电压轴（U），其中电压瞬时值用小写的u表示，Um为最大值，也称峰值，图示u1和u2两个正弦波，ψ是u1和u2两个正弦波之间的相位差，T是周期，一个周期T中包含2π弧度的角度，或者说是360°角度。

实际上，声波正弦波的波形也是这样的，只不过将纵轴的幅度用声压来代替电压而已，正弦波声波的波形图见图2，图中横轴是时间轴（t），纵轴是声压轴（p）。

在电声设备中传输和处理的声频信号是电信号，最后经过扬声器的换能后辐射出来就是声信号了。

那么就声波的波长λ来说，可以从20 Hz时的波长17 m逐步减小到20 kHz时的波长1.7 cm。