基于差分进化算法的0.3MV 加速器质谱仪自动调束研究
A 0.3MV accelerator mass spectrometer based on differential evolution algorithm was used for automatic beam tuning
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作者：
康健
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李康宁
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作者单位：
- 通讯作者：
李康宁
Email:likangning@126.com
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提交时间：2025-04-01 14:11:29
摘要: 针对0.3MV 串列紧凑型加速器质谱仪(Compact Accelerator Mass Spectrometer, AMS)调束任务复
杂度高、人工调整耗时且难以达到最优状态的难题，提出了一种融合EPICS(Experimental Physics and
Industrial Control System)控制平台与差分进化算法(Differential Evolution Algorithm，DE)的自动调束创
新方法。基于Python 开发了智能优化算法核心模块，通过PyEpics 接口实现与EPICS 控制框架的高效
数据交互，构建了一套完整的自动化调束系统。通过自动调节电源电压和电流大小，间接调控加速器
质谱仪的关键参数，如磁场强度、电极电压和束流强度等。在保障设备安全约束的前提下，差分进化
算法通过动态调整种群参数引导空间搜索，结合束流强度大小的实时反馈来构建目标函数。实验表明，
该方法将平均收敛时间从人工调束的2.5 小时缩短至30 分钟，优化成功率由传统方法的60%提升至
90%以上。最优束流强度达到理论最大值的95%并维持稳定，大幅缩短了调束周期，显著提升了加速
器运行的稳定性和效率，具有工业应用价值。
版本历史
| [V1] |
2025-04-01 14:11:29 |
ChinaXiv:202504.00013V1
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