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!

    Вирсавия А. медицинский 1981, стоматологический, преподаватель, канди...
    4.5 (9 отзывов)
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - ... Читать все
    руководитель успешно защищенных диссертаций, автор около 150 работ, в активе - оппонирование, рецензирование, написание и подготовка диссертационных работ; интересы - медицина, биология, антропология, биогидродинамика
    #Кандидатские #Магистерские
    12 Выполненных работ
    Екатерина П. студент
    5 (18 отзывов)
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно... Читать все
    Работы пишу исключительно сама на основании действующих нормативных правовых актов, монографий, канд. и докт. диссертаций, авторефератов, научных статей. Дополнительно занимаюсь английским языком, уровень владения - Upper-Intermediate.
    #Кандидатские #Магистерские
    39 Выполненных работ
    Татьяна П. МГУ им. Ломоносова 1930, выпускник
    5 (9 отзывов)
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по и... Читать все
    Журналист. Младший научный сотрудник в институте РАН. Репетитор по английскому языку (стаж 6 лет). Также знаю французский. Сейчас занимаюсь написанием диссертации по истории. Увлекаюсь литературой и темой космоса.
    #Кандидатские #Магистерские
    11 Выполненных работ
    Дмитрий М. БГАТУ 2001, электрификации, выпускник
    4.8 (17 отзывов)
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал стать... Читать все
    Помогаю с выполнением курсовых проектов и контрольных работ по электроснабжению, электроосвещению, электрическим машинам, электротехнике. Занимался наукой, писал статьи, патенты, кандидатскую диссертацию, преподавал. Занимаюсь этим с 2003.
    #Кандидатские #Магистерские
    19 Выполненных работ
    Лидия К.
    4.5 (330 отзывов)
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии ... Читать все
    Образование высшее (2009 год) педагог-психолог (УрГПУ). В 2013 году получено образование магистр психологии. Опыт преподавательской деятельности в области психологии и педагогики. Написание диссертаций, ВКР, курсовых и иных видов работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    592 Выполненных работы
    Вики Р.
    5 (44 отзыва)
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написан... Читать все
    Наличие красного диплома УрГЮУ по специальности юрист. Опыт работы в профессии - сфера банкротства. Уровень выполняемых работ - до магистерских диссертаций. Написание письменных работ для меня в удовольствие.Всегда качественно.
    #Кандидатские #Магистерские
    60 Выполненных работ
    Анна С. СФ ПГУ им. М.В. Ломоносова 2004, филологический, преподав...
    4.8 (9 отзывов)
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания... Читать все
    Преподаю англ язык более 10 лет, есть опыт работы в университете, школе и студии англ языка. Защитила кандидатскую диссертацию в 2009 году. Имею большой опыт написания и проверки (в качестве преподавателя) контрольных и курсовых работ.
    #Кандидатские #Магистерские
    16 Выполненных работ
    Сергей Е. МГУ 2012, физический, выпускник, кандидат наук
    4.9 (5 отзывов)
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым напра... Читать все
    Имеется большой опыт написания творческих работ на различных порталах от эссе до кандидатских диссертаций, решения задач и выполнения лабораторных работ по любым направлениям физики, математики, химии и других естественных наук.
    #Кандидатские #Магистерские
    5 Выполненных работ
    Анна В. Инжэкон, студент, кандидат наук
    5 (21 отзыв)
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссе... Читать все
    Выполняю работы по экономическим дисциплинам. Маркетинг, менеджмент, управление персоналом. управление проектами. Есть опыт написания магистерских и кандидатских диссертаций. Работала в маркетинге. Практикующий бизнес-консультант.
    #Кандидатские #Магистерские
    31 Выполненная работа

    Другие учебные работы по предмету