Программное обеспечение системы измерения положения пучка бустера NICA

Беляева Александра Дмитриевна
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

В настоящей работе представлены результаты разработки программного обеспечения системы измерения положения и диагностики пучка бустера NICA и Web-интерфейса. Дано описание и алгоритм расчёта параметров, необходимых для диагностики, таких как структурные функции, величина, аналогичная среднеквадратичному эмиттансу, частота бетатронных колебаний и положение замкнутой орбиты ускорителя. Представлены основные принципы разработки приложений в распределённой системе Tango Controls, а также Web-приложений с использованием библиотеки EXT JS 6.2.0 с оболочкой Sencha Cmd. В работе приведены результаты тестирования программного обеспечения на устройствах-эмуляторах и его апробации во время первого сеанса Бустера NICA в декабре 2020 года.

Введение ……………………………………………………………………………………………………. 3
Постановка задачи ……………………………………………………………………………………… 5
Обзор литературы………………………………………………………………………………………. 6
Глава 1. Процессор положения адронного пучка Libera Hadron…………………… 8
Глава 2. Расчёт параметров ускорителя в точке инжекции ………………………….. 9
2.1. Математическая модель ускорителя в окрестности точки инжекции ….. 9
2.2. Расчёт фазовых координат центра тяжести пучка…………………………….. 11
2.3. Расчёт структурных функций ………………………………………………………….. 12
2.4. Расчёт положения замкнутой орбиты ………………………………………………. 14
Глава 3. Разработка приложения в системе Tango Controls………………………… 16
3.1. Распределённая система управления Tango Controls ………………………… 16
3.2. Создание класса устройства Tango Controls …………………………………….. 17
3.3. Реализация логики класса PhaseProfile …………………………………………….. 22
3.4. Конфигурация приложения……………………………………………………………… 23
3.5. Утилита Astor …………………………………………………………………………………. 25
3.6. Дополнительные возможности ………………………………………………………… 25
Глава 4. Разработка Web-клиентского приложения …………………………………… 26
4.1. Устройство Tango RestDS2 ……………………………………………………………… 26
4.2. Средства разработки Web-клиентского приложения ………………………… 27
4.3. Web-клиентское приложение…………………………………………………………… 28
Глава 5. Тестирование ……………………………………………………………………………… 30
5.1. Тестирование на эмуляторах …………………………………………………………… 30
5.2. Апробация ПО во время первого сеанса на Бустере NICA, набор
данных для последующего анализа………………………………………………………… 30
5.3. Обработка результатов сеанса …………………………………………………………. 31
Выводы ……………………………………………………………………………………………………. 32
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 33
Список литературы ………………………………………………………………………………….. 34

Объединённый институт ядерных исследований (ОИЯИ) — крупный
международный научный проект, учреждённый восемнадцатью странами-
участницами в 1956 году. Цель его создания – экспериментальные и
теоретические исследования в области ядерной физики, физики элементарных
частиц и физики конденсированного состояния. На базе ОИЯИ в 2013 году
было запущено строительство ускорительного комплекса NICA (Nuclotron
based Ion Collider fAcility). Проект NICA нацелен на воспроизведение и
изучение свойств ядерной материи в условиях, соответствующих ранним
стадиям развития Вселенной (кварк-глюонная плазма).
В 2020 году был введён в эксплуатацию новый бустерный синхротрон
тяжёлых ионов. Он служит первым ускоряющим кольцом комплекса NICA и
расположен внутри ускорителя Синхрофазотрон. Ярмо магнита
Синхрофазотрона исполняет роль биологической защиты от ускоряемого
пучка. Основными задачами Бустера являются накопление 2∙109 ионов золота
197
Au31+ и ускорение их до энергии 578 МэВ/н, которой достаточно для
последующей обдирки их до состояния 197Au79+.
Большие научные установки, такие как ускорительный комплекс NICA,
состоят из множества элементов оборудования различного типа и назначения.
Каждое устройство или комплекс устройств имеет свою систему управления.
Для слаженной работы всей системы необходимо корректное взаимодействие
её элементов. Не важно, как связаны все элементы между собой: напрямую
или через промежуточные звенья, главное, чтобы вся система работала как
единое целое. В этом состоит задача общей системы управления. На
ускорительных установках и, в частности, на NICA в качестве общей системы
управления используется распределённая система Tango Controls (TAco Next
Generation Objects).
Tango Controls является бесплатно и свободно распространяемым
программным обеспечением. Его концепция была разработана в Европейском
центре синхротронного излучения ESFR в Гренобле, Франция, около 20 лет
назад. На данный момент система имеет серьёзный набор инструментов и
компонентов.
Система управления NICA состоит из распределённых локальных Tango
систем, каждая из которых закреплена за определённой установкой, например,
Бустером, Нуклотроном, инжекционным комплексом, а также на каждом
канале. Для корректного взаимодействия всех систем, они связываются с
помощью специальных шлюзов. В настоящей работе рассматривается Tango
система на Бустере NICA.
Для минимизации потерь при инжекции и обеспечения высокого
качества ускоренного пучка необходимо оптимизировать параметры пучка,
поступающего на вход ускорителя. Для этого необходимо знать положение
замкнутой орбиты ускорителя и параметры траектории частиц на фазовых
плоскостях в точке инжекции. Эти параметры можно определить, используя
данные о положении центра тяжести пучка на первых оборотах его
циркуляции. Для измерения положения пучка на Бустере NICA используются
ёмкостные датчики положения пучка – пикап-электроды, сигналы которых
обрабатываются процессором положения адронного пучка Libera Hadron.
Данная работа посвящена созданию программного обеспечения системы
измерения положения пучка Бустера NICA, его диагностики и расчёта
необходимых параметров ускорителя в точке инжекции. Программное
обеспечение включает в себя Tango сервер и Web-клиент для взаимодействия
пользователя с системой управления.

В результате выполнения данной работы создано программное
обеспечение в системе Tango Controls производящее диагностику циркуляции
пучка в Бустере NICA на первых оборотах. Данное Tango устройство было
протестировано, отлажено и апробировано во время первого сеанса на Бустере
NICA.
Исходный код разработанного программного обеспечения в системе
Tango Controls доступен в GitLab по ссылке [20].

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Ольга Р. доктор, профессор
    4.2 (13 отзывов)
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласован... Читать все
    Преподаватель ВУЗа, опыт выполнения студенческих работ на заказ (от рефератов до диссертаций): 20 лет. Образование высшее . Все заказы выполняются в заранее согласованные сроки и при необходимости дорабатываются по рекомендациям научного руководителя (преподавателя). Буду рада плодотворному и взаимовыгодному сотрудничеству!!! К каждой работе подхожу индивидуально! Всегда готова по любому вопросу договориться с заказчиком! Все работы проверяю на антиплагиат.ру по умолчанию, если в заказе не стоит иное и если это заранее не обговорено!!!
    #Кандидатские #Магистерские
    21 Выполненная работа
    Алёна В. ВГПУ 2013, исторический, преподаватель
    4.2 (5 отзывов)
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическо... Читать все
    Пишу дипломы, курсовые, диссертации по праву, а также истории и педагогике. Закончила исторический факультет ВГПУ. Имею высшее историческое и дополнительное юридическое образование. В данный момент работаю преподавателем.
    #Кандидатские #Магистерские
    25 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Родион М. БГУ, выпускник
    4.6 (71 отзыв)
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    Высшее экономическое образование. Мои клиенты успешно защищают дипломы и диссертации в МГУ, ВШЭ, РАНХиГС, а также других топовых университетах России.
    #Кандидатские #Магистерские
    108 Выполненных работ
    Кормчий В.
    4.3 (248 отзывов)
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    Специализация: диссертации; дипломные и курсовые работы; научные статьи.
    #Кандидатские #Магистерские
    335 Выполненных работ
    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Дарья С. Томский государственный университет 2010, Юридический, в...
    4.8 (13 отзывов)
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссерт... Читать все
    Практикую гражданское, семейное право. Преподаю указанные дисциплины в ВУЗе. Выполняла работы на заказ в течение двух лет. Обучалась в аспирантуре, подготовила диссертационное исследование, которое сейчас находится на рассмотрении в совете.
    #Кандидатские #Магистерские
    18 Выполненных работ
    AleksandrAvdiev Южный федеральный университет, 2010, преподаватель, канд...
    4.1 (20 отзывов)
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    Пишу качественные выпускные квалификационные работы и магистерские диссертации. Опыт написания работ - более восьми лет. Всегда на связи.
    #Кандидатские #Магистерские
    28 Выполненных работ
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету