CSNS/RCS射频低电平控制系统样机完成研制和鉴定

中国散裂中子源（CSNS）经理部在中科院高能物理研究所日前组织召开了CSNS/RCS射频低电平控制系统样机验收鉴定会。来自中科院上海应用物理研究所、中科院近代物理研究所和高能物理研究所的专家首先对RCS射频低电平控制系统样机进行了现场测试，随后听取了项目组的研制报告和测试组的现场测试报告与结论。鉴定组认为：CSNS/RCS的嵌入式全数字低电平控制系统样机总体架构设计合理，FPGA板卡功能和性能、EPICS软件控制功能、数据传输带宽、低电平控制回路精度等技术指标均达到或优于预研设计要求。

RCS射频低电平控制系统是一个多控制回路的复杂控制系统，由CSNS加速器分总体环射频系统和控制系统的科研人员合作设计研发。其低电平数字控制系统样机采用基于CPCI总线的全数字化嵌入式硬件架构，由根据系统实际需求专门研制的FPGA板卡实现各项控制功能，并通过运行在VxWorks操作系统下的EPICS控制系统完成对低电平系统的实时监控与管理。

课题组在样机研制过程中通过FPGA控制算法的设计研究，解决了RCS射频系统在快速扫频和腔压大动态范围变化情况下的系统调谐、腔体非线性补偿，以及控制回路的自适应前馈控制等关键性技术难题，实现了在50%占空比、25Hz重复频率扫频模式下的稳定工作，扫频范围1.02~2.44MHz，腔间隙电压1.29~10.3kV，系统调谐和腔压幅度控制精度都达到设计要求，并通过了24小时的系统可靠性实验。课题组还攻克了嵌入式控制系统集成和总线驱动等技术难关，使低电平控制系统具备与EPICS数据库进行高速数据传输的能力，系统实际数据带宽达到214MB/s。

该样机的研制成功为CSNS/RCS嵌入式数字低电平控制系统的工程建造奠定了坚实的基础。