本發(fā)明屬于回旋加速器領(lǐng)域，具體涉及一種加速器自動(dòng)調(diào)束建模方法。

背景技術(shù)：

1、回旋加速器系統(tǒng)繁多且結(jié)構(gòu)復(fù)雜，包括離子源系統(tǒng)、注入線系統(tǒng)、主加速器系統(tǒng)、束流線系統(tǒng)、水冷系統(tǒng)、真空系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)等等，多個(gè)系統(tǒng)之間耦合度強(qiáng)，對(duì)束流的引出需要多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)之間的配合，需要專(zhuān)業(yè)的調(diào)試人員花費(fèi)大量時(shí)間才可以調(diào)出需要的目標(biāo)束流。

2、現(xiàn)有調(diào)試方案主要通過(guò)經(jīng)驗(yàn)豐富的運(yùn)行調(diào)試人員按照加速器的多節(jié)系統(tǒng)進(jìn)行分步調(diào)節(jié)，首先對(duì)離子源系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，不斷嘗試調(diào)節(jié)電源參數(shù)讓燈絲起弧，然后調(diào)節(jié)多個(gè)主要參數(shù)，使束流效率不斷增加，期間需要觀測(cè)電源狀態(tài)并且不斷調(diào)節(jié)參數(shù)。在引出束流后到下一系統(tǒng)，同樣也需要不斷調(diào)節(jié)多個(gè)參數(shù)，并且調(diào)整之后還需要觀察上一系統(tǒng)的束流狀態(tài)在反復(fù)調(diào)節(jié)，重復(fù)以上步驟直到最后一個(gè)系統(tǒng)靶上的引出束流等于設(shè)定的目標(biāo)束流值。也有部分使用自動(dòng)化程序進(jìn)行調(diào)節(jié)，通過(guò)在上位程序編寫(xiě)代碼，使用簡(jiǎn)單的爬山法程序?qū)﹄娫磪?shù)進(jìn)行線性增減，同時(shí)觀察束流狀態(tài)，直到達(dá)到束流目標(biāo)值為止。

3、現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題：

4、1.人工調(diào)束依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)很難保證束流的效果?；匦铀倨髟趯?shí)際應(yīng)用需要快速且穩(wěn)定的出束要求，而手工調(diào)節(jié)束流參數(shù)不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，并且調(diào)節(jié)的效果根據(jù)運(yùn)行人員的經(jīng)驗(yàn)而定，沒(méi)有統(tǒng)一的調(diào)節(jié)方案，很難保證束流的效果，并且缺少實(shí)際調(diào)節(jié)經(jīng)驗(yàn)的運(yùn)行人員的誤操作很可能對(duì)加速器不可修復(fù)的損傷。

5、2.人工調(diào)束無(wú)法觀測(cè)到毫秒級(jí)的變化。加速器系統(tǒng)數(shù)據(jù)的變化在毫秒級(jí)，人工調(diào)束只能針對(duì)單一系統(tǒng)的幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)，無(wú)法同時(shí)觀測(cè)多個(gè)子系統(tǒng)參數(shù)，導(dǎo)致無(wú)法觀測(cè)到多個(gè)子系統(tǒng)毫秒級(jí)的變化。

6、3.固定區(qū)間和固定步長(zhǎng)的調(diào)束方法導(dǎo)致調(diào)節(jié)精度不夠。由于現(xiàn)有調(diào)節(jié)過(guò)程是在固定區(qū)間內(nèi)進(jìn)行變化和調(diào)節(jié)，那么這個(gè)區(qū)間的準(zhǔn)確性和每次調(diào)節(jié)的步長(zhǎng)對(duì)結(jié)果就有很大的影響。區(qū)間太小可能最優(yōu)參數(shù)不在區(qū)間內(nèi)，區(qū)間太大那么系統(tǒng)震蕩會(huì)變大而且單個(gè)參數(shù)的調(diào)節(jié)時(shí)間就會(huì)更長(zhǎng)；單次調(diào)節(jié)步長(zhǎng)大單個(gè)參數(shù)調(diào)節(jié)過(guò)程時(shí)間會(huì)更短但是調(diào)節(jié)精度就不高，步長(zhǎng)小的話精度有所提高但是調(diào)節(jié)的過(guò)程時(shí)間也就更長(zhǎng)，想要又好又快的找到最佳參數(shù)組合就難以實(shí)現(xiàn)。

7、4.只是做到局部最優(yōu)參數(shù)，無(wú)法做到全局最優(yōu)參數(shù)。加速器各個(gè)系統(tǒng)之間存在強(qiáng)耦合關(guān)系，當(dāng)調(diào)整好某一個(gè)參數(shù)后，再調(diào)整后續(xù)的參數(shù)也會(huì)對(duì)前面已經(jīng)調(diào)整好的參數(shù)造成影響，現(xiàn)有方案缺少對(duì)多個(gè)系統(tǒng)參數(shù)的統(tǒng)一調(diào)節(jié)，只能實(shí)現(xiàn)某一系統(tǒng)的束流參數(shù)最佳，沒(méi)有考慮其他系統(tǒng)的影響，無(wú)法實(shí)現(xiàn)多個(gè)系統(tǒng)之間的參數(shù)匹配，因此調(diào)節(jié)的束流可能只是局部最優(yōu)參數(shù)，無(wú)法做到全局最優(yōu)參數(shù)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題，提出一種加速器自動(dòng)調(diào)束建模方法，第一目的在于解決人工調(diào)束依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)很難保證束流的效果的問(wèn)題；第二目的在于解決人工調(diào)束無(wú)法觀測(cè)到毫秒級(jí)的變化的問(wèn)題；第三目的在于解決現(xiàn)有調(diào)束方法采用固定區(qū)間和固定步長(zhǎng)的方法導(dǎo)致調(diào)節(jié)精度不夠的問(wèn)題；第四目的在于解決現(xiàn)有調(diào)束方法只是做到局部最優(yōu)參數(shù)，無(wú)法做到全局最優(yōu)參數(shù)的問(wèn)題。

2、本發(fā)明為解決其技術(shù)問(wèn)題提出以下技術(shù)方案：

3、一種加速器自動(dòng)調(diào)束建模方法，其特點(diǎn)是：包括以下步驟：

4、步驟一、建立自動(dòng)調(diào)束賦初值模型dij，并對(duì)該賦初值模型dij中的待調(diào)參數(shù)賦初值,同時(shí)設(shè)置總的電源參數(shù)優(yōu)化次數(shù)t、及初始電源參數(shù)優(yōu)化次數(shù)t＝0；

5、步驟二、建立目標(biāo)函數(shù)f，對(duì)目標(biāo)值ok'和實(shí)際值ok進(jìn)行差值計(jì)算；

6、步驟三、令t＝t+1；對(duì)所有子系統(tǒng)束流參數(shù)的所有備選方案d進(jìn)行粗調(diào)，得到粗調(diào)節(jié)段束流更新方案di_best，所述di_best為所有子系統(tǒng)聯(lián)調(diào)中的多個(gè)備選方案中的最佳備選方案；

7、步驟四、在粗調(diào)階段的基礎(chǔ)上，對(duì)粗調(diào)階段的備選方案做出調(diào)整，得到細(xì)調(diào)節(jié)段束流更新最佳方案di_best；

8、步驟五、判斷t＝t，如果否，返回步驟三，如果是，結(jié)束。

9、進(jìn)一步地，所述步驟一的建立加速器自動(dòng)調(diào)束賦初值模型dij，并對(duì)該賦初值模型dij中的待調(diào)參數(shù)賦初值，具體過(guò)程如下：

10、1)確定待調(diào)參數(shù)子系統(tǒng)，包括：離子源子系統(tǒng)、注入線子系統(tǒng)、主加速器子系統(tǒng)、束流線子系統(tǒng)；

11、2)建立賦初值模型dij,該賦初值模型如下：

12、dij＝lbj+rand×(ubj-lbj)?i＝1,2,…n；j＝1,2,…dim??(1)

13、其中，公式(1)左邊的i代表矩陣中第i行，j代表矩陣中第j列；i＝1,2,…n代表矩陣中一共有n個(gè)備選方案；j＝1,2,…dim代表矩陣的每一行有dim個(gè)參數(shù)；公式(1)右邊的lbj和ubj分別為第j個(gè)被調(diào)參數(shù)的上下界，rand表示0到1之間的隨機(jī)數(shù)值。

14、進(jìn)一步地，所述步驟一過(guò)程2)的建立賦初值模型dij,具體過(guò)程如下：

15、i、確定所有子系統(tǒng)束流參數(shù)的所有備選方案d中的各個(gè)子系統(tǒng)；

16、d＝[disdil?dma?dbl]??(2)

17、其中：dis為離子源待調(diào)參數(shù)子系統(tǒng)；dil為注入線待調(diào)參數(shù)子系統(tǒng)；dma為主加速器待調(diào)參數(shù)子系統(tǒng)；dbl為束流線待調(diào)參數(shù)子系統(tǒng)；

18、ii、確定每個(gè)子系統(tǒng)的待調(diào)參數(shù)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為離子源子系統(tǒng)的n行4列待調(diào)節(jié)參數(shù)集；dil為注入線子系統(tǒng)n行8列待調(diào)節(jié)參數(shù)集；dma為主加速器子系統(tǒng)n行6列待調(diào)節(jié)參數(shù)集；dbl為束流線子系統(tǒng)n行6列待調(diào)節(jié)參數(shù)集；所述n為每個(gè)子系統(tǒng)的n個(gè)備選方案；

24、iii、確定每個(gè)子系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)：

25、dis離子源系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)為4個(gè)：燈絲電源電流(a)、弧壓電源電流(a)、吸極電源電壓(kv)、等離子體電源電壓(kv)；

26、dil注入線系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)位8個(gè)：1x導(dǎo)向磁體電源電流(a)、1y導(dǎo)向磁體電源電流(a)、2x導(dǎo)向磁體電源電流(a)、2y導(dǎo)向磁體電源電流(a)、注入線上螺線管電源電壓(v)、注入線上螺線管電源電流(a)、注入線下螺線管電源電壓(v)、注入線下螺線管電源電流(a)；

27、dma主加速器系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)為6個(gè)：正偏轉(zhuǎn)板電源電壓(kv)、正偏轉(zhuǎn)板電源電流(ma)、負(fù)偏轉(zhuǎn)板電源電壓(kv)、負(fù)偏轉(zhuǎn)板電源電流(ma)、主磁鐵電源電壓(v)、主磁鐵電源電流(a)；

28、dbl束流線系統(tǒng)的調(diào)節(jié)參數(shù)為6個(gè)：束流線x導(dǎo)向電源電流(a)、束流線y導(dǎo)向電源電流(a)、束流線四級(jí)透鏡電源電流1(a)、束流線四級(jí)透鏡電源電流2(a)、旋轉(zhuǎn)磁鐵電源電壓(v)、旋轉(zhuǎn)磁鐵電源電壓(a)；

29、iv、確定各個(gè)子系統(tǒng)的總的待調(diào)參數(shù)dma

30、所有子系統(tǒng)調(diào)節(jié)參數(shù)一共24個(gè)，即dim＝24。

31、進(jìn)一步地，將所述公式(2)的各個(gè)子系統(tǒng)展開(kāi)，組成n行dim列的所有子系統(tǒng)束流參數(shù)的所有備選方案d如下：

32、

33、其中，di代表第i個(gè)備選方案，di,j代表第i個(gè)備選方案的的第j個(gè)束流待優(yōu)化參數(shù)的值。

34、進(jìn)一步地，所述步驟二的建立目標(biāo)函數(shù)f，對(duì)目標(biāo)值ok'和實(shí)際值ok進(jìn)行差值計(jì)算，具體為：

35、

36、其中，公式(4)左邊的f代表目標(biāo)函數(shù)，公式(4)右邊的di代表四個(gè)子系統(tǒng)的第i個(gè)備選方案，公式(4)右邊的ok代表第i個(gè)備選方案第k個(gè)子系統(tǒng)根據(jù)公式(2)得到的當(dāng)前實(shí)際束流輸出值，ok'代表第i個(gè)備選方案第k個(gè)子系統(tǒng)的理想目標(biāo)束流值，k＝1,2,3,4分別代表離子源束流、內(nèi)靶束流、剝離靶束流、鈹靶束流；fi代表第i個(gè)備選方案的理想束流值ok'和實(shí)際束流值ok的差值；

37、公式(4)中只有離子源子系統(tǒng)有δdav，其它子系統(tǒng)沒(méi)有δdav。

38、進(jìn)一步地，該公式(4)的ok'計(jì)算如下：

39、當(dāng)公式(4)的k＝1,2,3,4時(shí)，

40、o4'＝α1o1'＝α2o2'＝α3o3'??(5)

41、其中，o4'為已知的目標(biāo)束流也就是鈹靶束流，α1、α2、α3為已知的加速器的工程調(diào)試經(jīng)驗(yàn)和各級(jí)的傳輸效率，根據(jù)已知的o4'和α1、α2、α3計(jì)算出其他束流目標(biāo)值o1'、o2'、o3'的大小；其中，o1'表示離子源束流的目標(biāo)值，o2'表示內(nèi)靶束流的目標(biāo)值，o3'剝離靶束流的目標(biāo)值；

42、該公式(4)的δdav計(jì)算如下：

43、δdav＝(dav-dav')??(6)

44、公式(6)右邊的dav為當(dāng)前弧壓電源的實(shí)際電壓值，dav'弧壓電源的目標(biāo)電壓值；根據(jù)工程經(jīng)驗(yàn)設(shè)定弧壓電源的目標(biāo)電壓值dav'＝120；

45、該公式(4)的ok-ok'計(jì)算如下：

46、δok＝ok-ok'??(7)

47、公式(7)右邊的ok'根據(jù)公式(5)得到，ok為實(shí)際測(cè)量得到的某個(gè)子系統(tǒng)的束流值，對(duì)公式(2)的四個(gè)子系統(tǒng)參數(shù)同時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)，若其中某一個(gè)子系統(tǒng)沒(méi)有得到改善，則不進(jìn)行更新；若δok_new＜δok_old，說(shuō)明束流ok得到了改善，接近設(shè)定的束流目標(biāo)值，對(duì)相應(yīng)的系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行更新，若δok_new≥δok_old，說(shuō)明束流ok沒(méi)有得到了改善，就保持原有的參數(shù)不變；離子源系統(tǒng)還應(yīng)考慮弧壓電壓的狀態(tài)，故離子源系統(tǒng)的更新條件為：

48、δo1_new+δdav_new＜δo1_old+δdav_old??(8)

49、公式(8)以離子源子系統(tǒng)為例，公式(8)左邊，δo1_new為更新后離子源系統(tǒng)束流真實(shí)值與目標(biāo)值之間的差值；δdav_new為更新后離子源系統(tǒng)弧壓電源電壓值真實(shí)值與目標(biāo)值之間的差值；公式(8)右邊δo1_old為上一次更新離子源系統(tǒng)束流真實(shí)值與目標(biāo)值之間的差值，δdav_old為上一次離子源系統(tǒng)弧壓電源電壓值真實(shí)值與目標(biāo)值之間的差值；公式(8)只有離子源子系統(tǒng)有δdav_new，其它子系統(tǒng)沒(méi)有δdav_new。

50、進(jìn)一步地，所述步驟三的對(duì)所有子系統(tǒng)束流參數(shù)的所有備選方案d進(jìn)行粗調(diào)，得到粗調(diào)節(jié)段束流更新方案di_best，具體過(guò)程如下：

51、i、判斷如果是，選擇執(zhí)行束流粗調(diào)前期，如果不是，判斷如果是，執(zhí)行束流粗調(diào)中期，如果不是，執(zhí)行束流粗調(diào)后期；

52、ii、得到粗調(diào)階段束流方案di：束流參數(shù)集更新條件如公式(9)所示，將更新后的束流參數(shù)方案與上一次的方案進(jìn)行對(duì)比，選出更接近目標(biāo)束流的方案，作為更新后的束流方案，粗調(diào)階段束流方案di的更新條件如下：

53、

54、其中p1表示粗調(diào)階段，di為更新后的第i個(gè)束流參數(shù)方案，為第i個(gè)使用粗調(diào)策略更新的束流參數(shù)方案，為上一次更新的束流參數(shù)方案，第i個(gè)使用粗調(diào)策略更新的束流目標(biāo)函數(shù)集，為上一次更新的束流目標(biāo)函數(shù)集。

55、iii、由di選出最佳值dbest，其中i＝1,2,…n；

56、iv、返回步驟四。

57、進(jìn)一步地，若選擇執(zhí)行束流粗調(diào)前期，具體過(guò)程如下：

58、束流粗調(diào)前期，即時(shí)，采用差異進(jìn)化策略對(duì)束流參數(shù)進(jìn)行更新迭代，所述差異進(jìn)化策略就是利用公式(10)產(chǎn)生的隨機(jī)2組備選方案對(duì)束流參數(shù)進(jìn)行更新，計(jì)算2組束流參數(shù)的差異值以此產(chǎn)生新的束流參數(shù)，更新公式如下：

59、

60、其中：

61、drandom_1＝lbj+rand×(ubj-lbj)

62、drandom_2＝lbj+rand×(ubj-lbj)

63、公式(10)左邊的p1表示粗調(diào)階段，表示公式(3)中i行j列中粗調(diào)階段的束流參數(shù)；公式(10)右邊(drandom_1-drandom_2)×r1項(xiàng)表示差異運(yùn)動(dòng)策略，其中di,j表示公式(3)中i行j列上一次的束流參數(shù)，drandom_1和drandom_2均是在束流參數(shù)范圍內(nèi)根據(jù)公式(1)生成的，r1為當(dāng)前策略的隨機(jī)因子，是0到1之間的隨機(jī)數(shù)，lbj和ubj分別第j個(gè)被調(diào)參數(shù)的上下界，rand表示0到1之間的隨機(jī)數(shù)值；

64、若選擇執(zhí)行束流粗調(diào)中期，具體過(guò)程如下：

65、束流粗調(diào)中期，即時(shí)，采用布朗運(yùn)動(dòng)策略對(duì)束流參數(shù)進(jìn)行更新，所述布朗運(yùn)動(dòng)策略就是根據(jù)歷史最佳參數(shù)集在其附近尋找合適的束流參數(shù)更新迭代，并且引入歷史最佳束流參數(shù)集：

66、

67、其中，公式(11)左邊的p1表示粗調(diào)階段，表示i行j列中粗調(diào)階段的束流參數(shù)；公式右邊的第一項(xiàng)dbest表示i行j列中粗調(diào)階段最佳的束流參數(shù)；公式右邊的第二項(xiàng)exp((t/t)∧4)×(rb-0.5)×(dbest-di,j)表示布朗運(yùn)動(dòng)策略，其中di,j表示公式(3)中i行j列上一次的束流參數(shù)，t表示當(dāng)前的參數(shù)優(yōu)化次數(shù)，t表示設(shè)定的算法總的參數(shù)優(yōu)化次數(shù)，rb表示布朗運(yùn)動(dòng)因子，是符合平均值為0，標(biāo)準(zhǔn)差為1的標(biāo)準(zhǔn)正太分布隨機(jī)生成的數(shù)，exp表示自然指數(shù)函數(shù)；

68、若選擇執(zhí)行束流粗調(diào)后期，具體過(guò)程如下：

69、束流粗調(diào)后期，即時(shí)，為了降低束流參數(shù)陷入局部最優(yōu)的幾率，提高參數(shù)優(yōu)化的速度和精度，引入levy飛行策略，添加非線性因子增加束流收斂的范圍，更行公式如下：

70、

71、公式(12)左邊的p1表示粗調(diào)階段，表示i行j列中粗調(diào)階段的束流參數(shù)；公式(12)右邊第一項(xiàng)dbest表示i行j列中粗調(diào)階段最佳的束流參數(shù)；公式(12)右邊第二項(xiàng)((1-t/t)∧(2×t/t))×di,j×rl表示levy飛行策略，其中(1-t/t)∧(2×t/t)表示粗調(diào)中期的時(shí)間范圍；t表示當(dāng)前的參數(shù)優(yōu)化次數(shù)，t表示設(shè)定的算法總的參數(shù)優(yōu)化次數(shù)；di,j表示公式(3)中i行j列上一次的束流參數(shù)；

72、公式(12)右邊的rl表示飛行策略因子，所述非線性因子就是通過(guò)飛行分布函數(shù)決定參數(shù)優(yōu)化的步長(zhǎng)和增減，有利于束流參數(shù)跳出局部最優(yōu)解，找到束流參數(shù)的全局最佳集：

73、rl＝0.5×levy??(13)

74、其中l(wèi)evy表示飛行分布函數(shù)，前面的加權(quán)系數(shù)0.5是為了提高束流參數(shù)的收斂區(qū)間，避免過(guò)大步長(zhǎng)造成束流參數(shù)超出其限值，levy分布函數(shù)計(jì)算方法如下：

75、

76、公式(14)的分布函數(shù)中，s為固定常數(shù)0.01，η為固定常數(shù)1.5,u和v是0到1之間的隨機(jī)數(shù)，用于控制束流參數(shù)調(diào)節(jié)的步長(zhǎng)，σ的計(jì)算公式如下：

77、

78、其中，公式(15)左邊的σ用于控制束流參數(shù)的步長(zhǎng)和方向；公式(15)右邊的γ表示伽馬函數(shù)，這種分布形式讓束流參數(shù)的極端變化條件增加，有助于尋找更大范圍的束流參數(shù)；η為固定常數(shù)1.5；

79、將公式(15)的σ?guī)牍?14)，再將公式(14)的levy帶入公式(13)，再將公式(13)的rl帶入公式(12)，由此得到公式(12)當(dāng)前粗調(diào)節(jié)段粗調(diào)以后i行j列中粗調(diào)階段的束流參數(shù)

80、進(jìn)一步地，所述步驟四的在粗調(diào)階段的基礎(chǔ)上，對(duì)粗調(diào)階段的備選方案做出調(diào)整，得到細(xì)調(diào)節(jié)段束流更新最佳方案dbest，該細(xì)調(diào)節(jié)段束流更新方案如下：

81、1)判斷randi是否＞0.5，如果是，采用公式(16)的c1策略更新di，如果否，采用公式(16)的c2策略更新di；

82、

83、公式(16)左邊的p2表示細(xì)調(diào)階段，表示i行j列中細(xì)調(diào)階段的束流參數(shù)；公式(16)右邊的c1和c2為策略更新束流參數(shù)，dbest表示i行j列中細(xì)調(diào)階段最佳的束流參數(shù)，di,j表示i行j列中細(xì)調(diào)階段上一次的束流參數(shù)，drandom是在束流參數(shù)范圍內(nèi)根據(jù)公式(1)生成的，t表示當(dāng)前的參數(shù)優(yōu)化次數(shù)，t表示設(shè)定的算法總的參數(shù)優(yōu)化次數(shù)；randi表示0到1之間的隨機(jī)數(shù)，用于第i個(gè)備選方案執(zhí)行c1或c2策略的概率，rb和r2是符合正態(tài)分布在0到1之間隨機(jī)生成的數(shù)，其中rb是為了控制束流參數(shù)的增加或者減少，r2是控制束流參數(shù)的步長(zhǎng)，k表示整數(shù)1或2的隨機(jī)選擇；其中c1和c2之間的發(fā)生的概率相等；

84、2)判斷采用c1和c2策略更新束流參數(shù)di后，束流是否接近目標(biāo)值，如果不是，執(zhí)行自適應(yīng)控制器對(duì)粗調(diào)階段的束流參數(shù)進(jìn)行更新，如果是，更新di

85、3)由di選出最佳值dbest，其中i＝1,2,…n；

86、4)返回步驟五。

87、進(jìn)一步地，所述步驟四過(guò)程2)的執(zhí)行自適應(yīng)控制器對(duì)粗調(diào)階段的束流參數(shù)進(jìn)行更新，以離子源系統(tǒng)為例，更新參數(shù)dis_new如下：

88、1)dis_new＝δdis+dis_best????????????????????????????????????(17)

89、公式(17)左邊的dis_new是通過(guò)比例控制器更新的離子源系統(tǒng)更新的束流參數(shù)集；公式(17)右邊的δdis是e1乘上比例控制器的自適應(yīng)系數(shù)得到的，e1為兩個(gè)差值之和，第一個(gè)差值是當(dāng)前最佳離子源束流o1_best和目標(biāo)離子源束流o1_target之間的差值，第二個(gè)差值是當(dāng)前弧壓電源電壓值dav_target與最佳弧壓電源電壓值dav_best之間差值；dis_best是當(dāng)前最佳離子源束流參數(shù)集；

90、2)公式(17)右邊第一項(xiàng)計(jì)算如下：

91、δdis＝kp×(1-t/t)2×e1??(18)

92、其中kp＝±0.05從2個(gè)方向?qū)﹄x子源系統(tǒng)的束流參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，取接近目標(biāo)值的束流作為更新后的參數(shù)，t表示當(dāng)前的參數(shù)優(yōu)化次數(shù)，t表示設(shè)定的算法總的參數(shù)優(yōu)化次數(shù)，(1-t/t)項(xiàng)目可以控制算法后期優(yōu)化束流的步長(zhǎng)逐漸減小。

93、3)公式(18)e1計(jì)算如下：

94、e1＝((o1_target-o1_bset)+(dav_target-dav_best))??(19)

95、其中o1_target是離子源束流目標(biāo)值，o1_bset當(dāng)前離子源束流最佳值，dav_target是弧流電源電壓目標(biāo)值，dav_best是弧流電源電壓的最佳值；

96、4)離子源束流參數(shù)更新如下：

97、

98、dis是比例控制階段后的離子源系統(tǒng)的束流參數(shù)，p2表示細(xì)調(diào)階段，表示經(jīng)過(guò)比例調(diào)節(jié)的離子源束流參數(shù)，δo1_new是經(jīng)過(guò)比例調(diào)節(jié)后的離子源束流與目標(biāo)束流之間的差值，δdav_new是經(jīng)過(guò)比例調(diào)節(jié)后的弧壓電源電壓值和目標(biāo)弧壓電源電壓值之間的差值，δo1_old是粗調(diào)階段離子源束流與目標(biāo)束流之間的差值，δdav_old是粗調(diào)階段弧壓電源電壓值和目標(biāo)弧壓電源電壓值之間的差值；

99、其余三個(gè)系統(tǒng)的更新其束流參數(shù)的過(guò)程于離子源系統(tǒng)類(lèi)似，同理得到dil、dma、dbl；

100、5)dbest＝[disdil?dma?dbl]。

101、本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)效果

102、1、通過(guò)建立自動(dòng)調(diào)束的模型d，不僅能夠?qū)⒍鄠€(gè)子系統(tǒng)的所有參數(shù)同時(shí)調(diào)整，還能將多個(gè)子系統(tǒng)每個(gè)子系統(tǒng)的多個(gè)備選方案i＝1,2,…n同時(shí)調(diào)整,解決了加速器各個(gè)系統(tǒng)之間存在強(qiáng)耦合關(guān)系，當(dāng)調(diào)整好某一個(gè)參數(shù)后，再調(diào)整后續(xù)的參數(shù)也會(huì)對(duì)前面已經(jīng)調(diào)整好的參數(shù)造成影響的問(wèn)題。

103、2、通過(guò)建立目標(biāo)函數(shù)f，為粗調(diào)階段和細(xì)調(diào)階段提供了調(diào)整的目標(biāo)，本發(fā)明將目標(biāo)函數(shù)f的目標(biāo)值ok'和實(shí)際值ok、以及粗調(diào)階段和細(xì)調(diào)階段巧妙結(jié)合，粗調(diào)和細(xì)調(diào)每一次更新目標(biāo)函數(shù)f的實(shí)際值ok以后，目標(biāo)函數(shù)f做一次新的差值計(jì)算，循環(huán)往復(fù)直到目標(biāo)值ok'和實(shí)際值ok的差值僅僅0為止。

104、3、通過(guò)將粗調(diào)和細(xì)調(diào)有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高精度定位毫秒級(jí)的變化、快速定位毫秒級(jí)別的變化、用優(yōu)化算法定位毫秒級(jí)的變化，解決了人工調(diào)束依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)很難保證束流的效果、人工調(diào)束無(wú)法觀測(cè)到毫秒級(jí)的變化、人工調(diào)束采用固定區(qū)間和固定步長(zhǎng)的方法導(dǎo)致調(diào)節(jié)精度不夠的問(wèn)題。具體為：每一次粗調(diào)的結(jié)果確定了四個(gè)子系統(tǒng)各個(gè)最佳電源參數(shù)的范圍，細(xì)調(diào)階段在粗調(diào)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步篩選，從而找出各個(gè)范圍的最優(yōu)電源參數(shù)。