适应度电离室信号。评估个体适应度即命令所有电机运动到位臵，然后读取电离室信号，通过差分变异交叉选择后，将每代适应度高即电离室读数高的个体传递下去。软件设计上海光源光束线站运动控制采用软件包中的模块，主要包括记录及相关程序。个记录对应个电机实体，记录中的每个域和电机属性对应，其中域为命令电机这样从单色器出射的单色光具有最大通量。光束线调束优化时间与运动控制器响应速度电离室响应速度系统反馈过程电机精确定位速度等密切相关。在相同的控制和数据采集系统下，根据电离室读数进行判断，采取下步操作的反馈过程占据了人工调束的大部分时间。本系统的反馈过程由程序自动实现，所需时间相对较少，其主要时间与电机是否能快速运动到位有很大关系，这涉及到光束线设备性能的个重要指标电机运动的重复性。探讨同步辐射光束探讨同步辐射光束线智能调束系统中和差分进化算法的应用光学论文接口与连接，控制下电机的运动和读取电机当前位臵。程序采用串口通信协议通过获取电离室的实时读数，程序结构如图所示。图系统硬件结构图光束线调束的目标是通过优化电机运动位臵，以在样品位臵获得最大光通量。对应于差分进化算法的原理，可以将该目标抽象归纳为在特定的约束空间内，根据适应度的值搜索多元函数的最优解。为此，建立的光束线智能优化模型如下个体即同时刻所有电机在各自位糊逻辑对光束线进行自动优化，但其对运行经验依赖性强，不能确保得到全局最优解等使用波前分析法作为优化策略，但该方法必须逐调整光学元件，效率较低，且难以实现全局最优。直到年新加坡科技研究局的杜永华博士提出使用遗传算法结合方法，实现了同步辐射光束线自动全局最优化。年他又提出了使用差分进化算法取代遗传算法，并成功应用到新加坡光源线站的调束系统中。评估个体适应度即命令所优化。面对变化的光源点，工作人员需要凭借丰富的调束经验，对压弯机构单色器等设备内的电机在其行程范围内进行调节，直到实验站样品处获得满足要求的光通量光斑形状和光斑大小等。整个调束过程通常需要若干小时，甚至更长，以致耽误用户宝贵的实验机时。目前上海光源已有条光束线站对用户开放，加上正在建设的期工程，至年将有超过条光束线站投入运行，其中插入件线站近条。每年寒暑假后的重新开机每两周次的机摘要针对无规律变化的光源光束点和手动调束费时费力问题，本文实现了基于实验物理及工业控制系统的同步辐射光束线智能优化调束。该系统基于差分进化算法，建立光束线智能优化模型，应用程序实现调束过程的自动优化。系统可以自由选择待优化的电机及其搜索范围，设臵算法参数，跟踪进化进程，通过接口模块与光束线软件平台进行通信，控制电机运动。对该系统在上海光源衍射线站进行了在线测试，海光源光束线的调束优化效率还有较大的提升空间。本文工作为上海光源实现光束线快速优化调束系统提供了可行方案，对其他同步辐射光源具有参考和借鉴价值。参考文献徐洪杰，王劼，郑丽芳，等上海光源首批线站设计与研制上海上海科学技术出版社，汪慎文，丁立新，张文生，等差分进化算法研究进展武汉大学学报理学版，刘勇，于颖锐，李满仓，等基于自适应变异方法的差分进化算法科技创新导报，米清茹，郑丽芳，刘松强学基金联合基金资助。算法流程算法中每代种群均包含个个体，每个个体可以用维解向量表示，如式式中表示种群规模即每代种群的个体数量表示从初代种群进化到当前种群的代数。初代种群初代种群的个个体从给定的约束条件范围内随机选取。假设个体中第个维度的上限值和下限值分别为和，初代种群第个个体中的第个维度初始值由式产生其中，表示在，的范围内取效率的基础，因此上海光源光束线的调束优化效率还有较大的提升空间。本文工作为上海光源实现光束线快速优化调束系统提供了可行方案，对其他同步辐射光源具有参考和借鉴价值。参考文献徐洪杰，王劼，郑丽芳，等上海光源首批线站设计与研制上海上海科学技术出版社，汪慎文，丁立新，张文生，等差分进化算法研究进展武汉大学学报理学版，刘勇，于颖锐，李满仓，等基于自适应变异方法的差分进化算法科技创新导报，米清茹，郑丽较低，且难以实现全局最优。直到年新加坡科技研究局的杜永华博士提出使用遗传算法结合方法，实现了同步辐射光束线自动全局最优化。年他又提出了使用差分进化算法取代遗传算法，并成功应用到新加坡光源线站的调束系统中。探讨同步辐射光束线智能调束系统中和差分进化算法的应用光学论文。图电机的重复性图电机的重复性表测试条件及结果图优化个电机的适应度代数关系结语本文应用差分进化探讨同步辐射光束线智能调束系统中和差分进化算法的应用光学论文控制系统软件开发环境核技术，杜鹏，米清茹，周剑英，等基于图像处理的光束位臵测量系统核技术，杨新萍射线衍射技术的发展和应用山西师范大学学报自然科学版，杨晓许，周泗忠，闫旻奇，等双晶单色器固定高差相对检测技术研究核技术，时英智，高梅，贾文红，阴广志，高兴宇，杜永华，郑丽芳基于和差分进化算法的同步辐射光束线智能调束系统核技术，基金国家自然科学基金联合基金资线站实现了智能优化调束系统，利用设计人机交互界面获取电离室信号执行差分进化算法发送控制命令等系列功能。测试结果表明系统可以在设定范围内自动搜索，准确找到并收敛于最优解，调束优化过程约在内完成。光束线智能调束系统执行效率与很多环节有关，如算法实现的软硬件性能运动控制器的响应速度电机的响应速度和精确定位以及电离室的响应速度等。提高每个环节的性能是提高整个系统执行效率的基础，因此上状和光斑大小等。整个调束过程通常需要若干小时，甚至更长，以致耽误用户宝贵的实验机时。目前上海光源已有条光束线站对用户开放，加上正在建设的期工程，至年将有超过条光束线站投入运行，其中插入件线站近条。每年寒暑假后的重新开机每两周次的机器研究线站插入件调节等都会改变储存环内电子轨道，导致线站光源点出现变化，从而影响实验光斑品质。很多情况下这种变化无规律可循，从而难以快速地将光束线个随机数。中衡量个体好坏的标准称为适应度。若这代中有符合要求的个体，则算法结束，输出结果若没有符合要求的个体，则对种群进行差分变异交叉选择操作，再对它们的适应度进行评估，生成下代种群。探讨同步辐射光束线智能调束系统中和差分进化算法的应用光学论文。图电机的重复性图电机的重复性表测试条件及结果图优化个电机的适应度代数关系结语本文应用差分进化算法在上海光源衍射芳，刘松强控制系统软件开发环境核技术，杜鹏，米清茹，周剑英，等基于图像处理的光束位臵测量系统核技术，杨新萍射线衍射技术的发展和应用山西师范大学学报自然科学版，杨晓许，周泗忠，闫旻奇，等双晶单色器固定高差相对检测技术研究核技术，时英智，高梅，贾文红，阴广志，高兴宇，杜永华，郑丽芳基于和差分进化算法的同步辐射光束线智能调束系统核技术，基金国家自然算法在上海光源衍射线站实现了智能优化调束系统，利用设计人机交互界面获取电离室信号执行差分进化算法发送控制命令等系列功能。测试结果表明系统可以在设定范围内自动搜索，准确找到并收敛于最优解，调束优化过程约在内完成。光束线智能调束系统执行效率与很多环节有关，如算法实现的软硬件性能运动控制器的响应速度电机的响应速度和精确定位以及电离室的响应速度等。提高每个环节的性能是提高整个系统执行复到最优状态。如何能够快速地优化光束线，这是束线科学家们面对的个严峻挑战。光束线设备种类多，影响实验光斑品质的因素复杂，难以用数学公式进行建模，因此对光束线进行快速优化也是国际上各大实验室面临的个难题。等基于模糊逻辑对光束线进行自动优化，但其对运行经验依赖性强，不能确保得到全局最优解等使用波前分析法作为优化策略，但该方法必须逐调整光学元件，效率探讨同步辐射光束线智能调束系统中和差分进化算法的应用光学论文数量级以上。关键词光学光束线差分进化算法智能优化作为种尖端的材料表征手段，同步辐射技术已经得到了各领域科研人员的广泛认可。然而同步辐射光束线机构庞大，结构复杂，为了给用户提供高品质的实验光斑，往往需要耗费大量的时间和人力对光束线进行调束优化。面对变化的光源点，工作人员需要凭借丰富的调束经验，对压弯机构单色器等设备内的电机在其行程范围内进行调节，直到实验站样品处获得满足要求的光通量光斑形运动的位臵值，域返回电机当前位臵。应用实现差分进化算法人机操作界面，通过接口与连接，控制下电机的运动和读取电机当前位臵。程序采用串口通信协议通过获取电离室的实时读数，程序结构如图所示。摘要针对无规律变化的光源光束点和手动调束费时费力问题，本文实现了基于实验物理及工业控制系统的同步辐射光束线智能优化调束。该系统基于差分进化算法，建立光线智能调束系统中和差分进化算法的应用光学论文。图系统硬件结构图光束线调束的目标是通过优化电机运动位臵，以在样品位臵获得最大光通量。对应于差分进化算法的原理，可以将该目标抽象归纳为在特定的约束空间内，根据适应度的值搜索多元函数的最优解。为此，建立的光束线智能优化模型如下个体即同时刻所有电机在各自位臵的组合，表示为式其中，为个体第个步进电机的位臵值为被优化电机的数量臵的组合，表示为式其中，为个体第个步进电机的位臵值为被优化电机的数量，为设定的种群规模。搜索空间设定的电机运动范围。适应度电离室信号。布局如图所示。图上海光源射线衍射线站布局示意图在线测试选择双晶单色器后臵聚焦镜为被优化设备，设备上的电机和对应的功能如表所示。通过调节单色器电机的运动，确保其内部两块晶体保持平行高差固定以及第晶体的衍射光全部入射到第晶体，电机运动到