HEPS自主研发调束软件基础架构Pyapas成功应用于直线加速器调束

近日，中科院高能所高能同步辐射光源HEPS自主研发的调束软件基础架构Pyapas（PYthon-based Accelerator Physics Application Set）和上层物理调束软件成功应用于HEPS直线加速器束流调试，助力直线加速器工作模式的快速在线优化，开机仅两小时即实现束流全线贯通，实现了HEPS束流调试开门红。

HEPS加速器物理系统于2021年初部署自主开发全新调束软件基础架构Pyapas，由东莞研究部卢晓含主导设计，经过两年多的开发测试，框架和调束软件的设计开发已基本完成，为HEPS加速器束流调试和运行打下坚实的基础。上层调束软件依托调束软件基础架构开发，是加速器束流调试和运行的必备工具。在过去几十年中，国际上研发了多个调束软件基础架构，如SDDS(APS)、XAL(SNS)、MML(SLAC)、SAD(KEK)等，并在不同加速器大科学装置中得到了应用，我国已运行的同步辐射光源加速器上层调束软件均基于上述基础架构开发。HEPS工程总指挥潘卫民指出，HEPS作为我国第一台第四代同步辐射光源，为了获得更小的发射度，储存环采用了紧凑型的多弯铁消色散结构设计，同时使用了大量的组合型磁铁，磁场间的干涉效应也更为明显，磁铁的数量也提升了一个量级，这给束流参数的调控带来了新的挑战，已有调束软件基础架构无法很好地满足HEPS束流调试及运行的需求，因此，需要自主研发适合HEPS调束需求的软件基础架构。

Pyapas是一套面向物理的、高性能、可扩展的、功能完备的物理调束软件基础架构，采用基于物理模型的控制策略，构建了包含元件映射层和数学建模层“双层结构”的物理模型模块，可实现束流参数在线模拟计算及实时反馈调节，可用于解决第四代同步辐射光源调束过程中复杂的参数调节问题；整体框架采用模块化设计，根据物理调束软件的需求，将整个框架划分成不同模块，每个模块独立构建并设计相应的调用协议，提高了基础架构的可扩展性和适应性。

HEPS工程加速器部副主任、物理系统负责人焦毅说:“作为加速器调束和运行的软件框架，Pyapas完全基于物理量进行设计开发，便于物理调束人员更直观地分析物理现象、调节物理参数，基于Pyapas开发的直线加速器物理调束软件已成功应用于HEPS束流调试，助力直线加速器快速全线贯通，Pyapas的实用性和可靠性基本得到了验证。”目前，HEPS增强器调束软件已基本完成开发，计划于今年四月在中央控制室进行部署及测试，储存环调束软件开发也在有序进行中。

Pyapas应用于HEPS直线加速器调束

基于物理量的直线控制程序