《粒子加速器多系統位移監測與全局坐標系統一問題研究》是依託中國科學技術大學，由何曉業擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：粒子加速器多系統位移監測與全局坐標系統一問題研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：何曉業
- 依託單位：中國科學技術大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
粒子加速器的發展對關鍵部件（如磁鐵）準直精度要求越來越高，為了保證加速器正常運行，須採用各種監測系統對這些部件的橫向和縱向位置進行實時監測。本項目試圖通過理論研究和實驗驗證的方法，將不同位移監測系統統一到加速器的全局坐標系下，方便對不同位置在不同方向上的位置變化進行診斷，便於及時進行必要的位置調整。國際上最普遍使用的位移監測系統包括靜力水準系統（縱向）、引張線位置監測系統（橫向和縱向）以及傾斜儀系統（俯仰角和擺動角）等，為了將它們的監測結果在全局坐標繫上反映出來，在硬體上必須精密地建立它們的共同基準，將監測數據通過該基準統一在一個局部坐標系下，同時要考慮不同監測方法受到的環境影響而產生的偏差，並能得到有效修正；隨後要進行數學上分析與計算，將各個局部坐標系統一到全局坐標系下，並根據誤差傳遞理論有效評估轉換的精度，使其在加速器準直允許誤差范內。將基於國際上最新相關研究進展，開展本項目研究。
結題摘要
隨著粒子加速器規模的不斷擴大和技術要求的不斷提升，對磁鐵等關鍵元部件的點位精度要求越來越嚴格，需要採用各種可行的點位監測系統對部件各個方向的位移進行實時監測。目前，國際上最普遍使用的點位監測系統包括靜力水準感測器、線位置監測感測器、傾斜儀等。但是，這些感測器往往基於不同的測量基準，測量範圍也不盡相同，測量數據容易出現互相干擾和無法檢核的情況。本課題立足於不同點位監測系統的特點，將它們的監測數據歸化到統一的坐標體系中進行評價，從而實現對關鍵元部件的點位精度進行多維實時監測。首先，根據系統設定的精度預期，對不同的監測系統進行深入調研分析和選型，進行系統結構設計並建模仿真；其次，對採購和自研的各類感測器進行精度標定並搭建系統測試平台；再次，對系統中多級空間坐標系建立及轉換方法進行深入研究；最後，根據實際搭建的測試平台並結合坐標轉換方法的研究，將各感測器在其自身坐標系下的實際測量數據轉換到基板坐標系和系統坐標系，最終將不同系統的坐標系轉換到全局坐標系下表達。
