CN111556643B - 一种磁场产生方法和同步加速器 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种磁场产生方法和同步加速器，所述磁场产生方法包括：以第N‑1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，其中，N为大于1的正整数；根据第N‑1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N‑1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路；根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线；基于所述设定电流曲线，控制所述磁铁产生磁场。如此，能够消除磁滞误差，缩短磁铁的重置时间，提高同步加速器的效率。
Description
技术领域
本申请涉及核技术领域，尤其涉及一种磁场产生方法和同步加速器。
背景技术
同步加速器(Synchrotron)是一种使带电粒子在高真空中受磁场力控制沿固定环形轨道运动，受电场力作用不断加速(升能)达到高能量的装置。在同步加速器的很多应用场合需要不同能量的粒子束流，例如在临床医疗中同步加速器通过多次改变粒子束流的能量来控制Bragg峰在人体内的位置，以实现精准覆盖病灶部位又不损伤周围正常组织的目的，这就需要同步加速器能够精确控制粒子束流的位置和能量，目前主要是通过磁铁不断变换不同的磁场曲线来实现。
但是，磁铁具有明显的磁滞效应，即不同磁滞回线对应不同的剩磁。磁铁经历不同的磁滞回线，对应不同的剩磁，造成不同磁场曲线的磁场基准值不同，最终引起粒子束流的轨道位置和能量由于该磁滞效应而偏离设计值，即产生了同步加速器的磁滞误差，降低了束流品质。
目前消除同步加速器磁滞误差的方法很少，通常采用的方法是：对于不同束流能量，在束流引出结束后的重置阶段中，将磁铁磁场都上升到最大磁场以保持磁铁磁滞回线固定，从而获得相同的剩磁，进而保持下一次加速过程的注入阶段的磁场基准值不变，确保不同束流能量下的束流轨道的一致性。但这样的方法在束流能量较低时也要上升到最大磁场，会延长磁铁的重置时间，降低同步加速器的效率。
发明内容
有鉴于此，本申请实施例提供一种磁场产生方法和同步加速器，能够消除磁滞误差，缩短磁铁的重置时间，提高同步加速器的效率。
本申请实施例主要提供如下技术方案：
第一方面，本申请实施例提供了一种磁场产生方法，应用于同步加速器中，所述同步加速器包括：磁铁以及设置于所述磁铁上的用于测量剩磁的传感器；
所述磁场产生方法包括：获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路、第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，其中，N为大于1的正整数；以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，其中，位移函数根据所述磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到；根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路；根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线；基于所述设定电流曲线，控制所述磁铁产生磁场。
第二方面，本申请实施例提供了一种同步加速器，所述同步加速器包括：控制***、电源、磁铁和用于测量剩磁的传感器；所述控制***包括：磁场曲线生成模块和磁场电流转换模块；其中，
所述磁场曲线生成模块，用于生成第N次加速过程的设定磁场曲线；将第N次加速过程的设定磁场曲线发送给所述磁场电流转换模块，其中，N为大于1的正整数；
所述用于测量剩磁的传感器，用于测量第N-1次加速过程的剩磁；将第N-1次加速过程的剩磁发送给所述磁场电流转换模块；
所述磁场电流转换模块，用于获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路、第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线；以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，其中，位移函数根据所述磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到；根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路；根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线；将所述设定电流曲线发送给所述电源；
所述电源，用于按照所述设定电流曲线，输出对应的励磁电流至所述磁铁；
所述磁铁，用于在所述励磁电流的作用下产生磁场。
本申请实施例提供的磁场产生方法和同步加速器，在获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路、第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线之后，其中，N为大于1的正整数，先以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，其中，位移函数根据磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到；再根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路；最后，根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线；基于设定电流曲线，控制磁铁产生磁场。如此，使用用于测量剩磁的传感器所实时测量的第N-1次加速过程的剩磁来修正第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，再根据修正后的磁滞回线上升支路(即第N次加速过程的磁滞回线上升支路)将设定磁场曲线转换为设定电流曲线，能够实现消除磁滞误差，保证束流轨道和能量的稳定，缩短磁铁的重置时间，提高同步加速器的效率。
本申请的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请而了解。本申请的其他优点可通过在说明书以及附图中所描述的方案来实现和获得。
附图说明
附图用来提供对本申请技术方案的理解，并且构成说明书的一部分，与本申请的实施例一起用于解释本申请的技术方案，并不构成对本申请技术方案的限制。
图1为本申请实施例中的磁场产生方法的流程示意图；
图2为本申请实施例中的磁铁的磁滞回线上升支路的示意图；
图3为本申请实施例中的同步加速器的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本申请实施例提供一种磁场产生方法。在实际应用中，该磁场产生方法可应用于同步加速器中，该同步加速器包括：磁铁以及设置于磁铁上的用于测量剩磁的传感器。
在实际应用中，上述用于测量剩磁的传感器可以诸如高斯计(也称为特斯拉计)、剩磁计、磁强计、磁场强度测量探头等能够测量磁场的大小的传感器来实现。这里，本申请实施例不做具体限定。
在本申请实施例中，剩磁(全称为剩余磁化强度)，可以是指同步加速器以某设定磁场曲线实现了某次加速过程后的所残余的磁场强度。
图1为本申请实施例中的磁场产生方法的流程示意图，参见图1所示，该磁场产生方法可以包括：
步骤101：获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路、第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线；
其中，N为大于1的正整数。
首先，对第N-1次加速过程的剩磁进行说明。
应理解的是，第N-1次加速过程的剩磁是指当需要同步加速器实现第N次加速过程时，通过上述用于测量剩磁的传感器所实时测量到的上一次加速过程(即第N-1次加速过程)残余的磁场强度。
在一种示例性实施例中，当需要使用同步加速器产生不同能量的粒子束流时，同步加速器可以使用用于测量剩磁的传感器，实时测量到第N-1次加速过程的剩磁。这样，就获得了第N-1次加速过程的剩磁，即第N次加速过程的磁场基准值。
其次，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行说明。
这里，第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，是指当需要同步加速器实现第N次加速过程时，同步加速器进行第N-1次加速过程将设定磁场曲线转换为设定电流曲线时所使用的磁滞回线上升支路。
在一种示例性实施例中，当存储单元中存储有第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路时，步骤101中获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路的过程，可以包括：从存储单元中，读取第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路。
在一种示例性实施例中，当从存储单元中并未读取到第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路时，或者，当N-1等于1时，步骤101中获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路的过程，可以包括：从以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值所形成的各个区间中，确定出第N-1次加速过程的剩磁所处的目标区间；将主磁滞回线上升支路以及各个次磁滞回线上升支路中，与目标区间的较小端点对应的磁滞回线上升支路，确定为第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路。
在一种示例性实施例中，当从存储单元中并未读取到第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路时，或者，当N-1等于1时，步骤101中获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路的过程，可以包括：将第N-1次加速过程的剩磁分别与预先测量到的各个磁滞回线上升支路的磁场基准值(包括：磁铁的主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值)进行比较，确定出小于该剩磁的磁场基准值，然后，从预先测量的磁铁的主磁滞回线上升支路以及在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路中，将小于该剩磁的磁场基准值中最大的一个所对应的磁滞回线上升支路，确定为第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路。
最后，对第N次加速过程的设定磁场曲线进行说明。
这里，第N次加速过程的设定磁场曲线是指同步加速器根据用户针对第N次加速过程所设定的加速时间和引出能量所生成的设定磁场曲线。
在一种示例性实施例中，当需要使用同步加速器产生不同能量的粒子束流时，用户可以在同步加速器上设置第N次加速过程对应的加速时间和引出能量，这样，同步加速器可以根据用户设定的第N次加速过程对应的加速时间和引出能量来生成该第N次加速过程对应的设定磁场曲线，这样，就获得了第N次加速过程的设定磁场曲线。
步骤102：以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数；
步骤103：根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路；
其中，位移函数根据磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到。
在本申请实施例中，磁滞回线是指用于反映同步加速器中的磁铁的磁化性能的磁滞回线，能够表示磁感应强度B与励磁电流I之间的关系。磁铁的磁滞回线可分为主磁滞回线和次磁滞回线，磁铁磁化过程中所处磁滞回线还会影响后续磁化过程的磁化轨迹。
在实际应用中，磁滞回线由上升支路(也可称为上升分支)和下降支路(也可称为下降分支)组成，其中，磁滞回线上升支路用于描述磁铁磁化过程中的增磁过程，磁滞回线下降支路用于描述磁铁磁化过程中的减磁过程。应理解的是，在本申请实施例中，主磁滞回线上升支路是指主磁滞回线(也可称为主环)的上升支路，次磁滞回线上升支路是指次磁滞回线(也可称为次环)的上升支路。
这里，磁场基准值是指磁滞回线上升支路的起点处的磁感应强度值。
在实际应用中，本领域技术人员可以对同步加速器中的磁铁，以不同的磁场基准值进行多次磁化，通过如高斯计、磁强计等能够测量磁场的大小的传感器来对该磁铁进行测磁，得到多组磁滞回线测量数据，即得到了多条磁滞回线，其中，同步加速器的磁铁在标准化循环后励磁电流I从0到Imax的磁滞回线是稳定曲线，指定该标准化循环磁滞回线为主磁滞回线，那么，多条磁滞回线中除主磁滞回线外的其它磁滞回线则为预先测量的次磁滞回线。然后，对每条磁滞回线只取上升支路，这样，就得到了主磁滞回线上升支路以及各个次磁滞回线上升支路。
下面以具体实例对如何得到位移函数进行说明。
在本申请的其它实施例中，在步骤103之前，上述磁场产生方法还可以包括以下步骤S10～步骤S11：
步骤S10：以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值形成各个区间；
步骤S11：针对每个区间，基于主磁滞回线上升支路以及每个区间的最小端点对应的次磁滞回线上升支路，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，得到每个区间对应的位移函数。
举例来说，参见图2所示，在预先测量到主磁滞回线上升支路21以及k个次磁滞回线上升支路22之后，可以得到主磁滞回线上升支路21的磁场基准值Bro(即主磁滞回线上升支路的起点的磁感应强度值)、以及k个次磁滞回线上升支路22的磁场基准值(即次磁滞回线上升支路的起点的磁感应强度)Bro1,Bro2,Bro3,…,Broj,…,Bro(k-1),Brok，接下来，就可以以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值，形成Bro1～Bro2，Bro2～Bro3，……，Bro(k-1)～Brok，Brok～Bro共k个区间。
在实际应用中，如果区间越密集，则根据磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路所得到的位移函数的精度也就越高，对应地，所需要测量的磁滞回线数据也就越多，即所需要的测磁时间也就越多。那么，在一种示例性实施例中，可以选择形成2个区间来进行建模。
在实际应用中，主磁滞回线上升支路与各个次磁滞回线上升支路之间满足一定的非线性位移关系。举例来说，以如图2所示的磁滞回线上升支路为例，可见，主磁滞回线上升支路沿B轴向下移动不同的位移量，可以对应得到不同的磁场基准值的次磁滞回线上升支路。
另外，在实际应用中，各阶次磁滞回线上升支路之间具有相似性，满足一定的非线性位移关系。其中，每个区间对应磁滞回线上升支路族可以包括：1阶次磁滞回线上升支路，2阶次磁滞回线上升支路，3阶次磁滞回线上升支路，……，n阶次磁滞回线上升支路……。举例来说，以第j个区间的较小端点所对应的次磁滞回线上升支路为作为第j个区间内的磁滞回线族中的1阶次磁滞回线上升支路为例，该1阶次磁滞回线上升支路沿B轴向上移动位移量1，就可以得到2阶次磁滞回线上升支路，该2阶次磁滞回线上升支路沿B轴向上移动位移量2，就可以得到3阶次磁滞回线上升支路……。那么，假设第N次加速过程的磁场基准值落入第j个区间内，且第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路为第j个区间的磁滞回线族中的N-1阶次磁滞回线上升支路，则第j个区间的磁滞回线族中的N阶次磁滞回线上升支路即为第N次加速过程的磁滞回线上升支路。
在一种示例性实施例中，步骤S11可以包括步骤S111～S113：
步骤S111：根据每个区间的次磁滞回线上升支路的磁场基准值与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值，对每个区间的次磁滞回线上升支路与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值进行归一化处理，得到每个区间对应的归一化的输入位移量；
步骤S112：根据每个区间的次磁滞回线上升支路的磁场基准值与主磁滞回线上升支路的磁场基准值之间的差值，对每个区间的次磁滞回线上升支路与主磁滞回线上升支路之间的差值位移量进行归一化处理，得到每个区间对应的归一化的输出位移量；
步骤S113：以每个区间对应的归一化的输入位移量作为人工神经网络的输入，以每个区间对应的归一化的输出位移量作为人工神经网络的输出，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，建立每个区间对应的位移函数。
下面以第j个区间的较小端点对应的次磁滞回线上升支路Bj(I)为例，对如何通过人工神经网络建立第j个区间的位移函数进行说明。
首先，将主磁滞回线上升支路f0(I)与第j个区间的较小端点对应的次磁滞回线上升支路Bj(I)相减，得到第j个区间的较小端点对应的次磁滞回线上升支路相对于主磁滞回线上升支路沿B轴的位移量ΔBj(I)。
其次，确定第j个区间的较小端点对应的次磁滞回线上升支路Bj(I)的磁场基准值Brcj(即次磁滞回线上升支路Bj(I)的起点的磁感应强度值)、主磁滞回线上升支路的磁场基准值f0(Ircj)(即主磁滞回线上升支路f0(I)的起点的磁感应强度值)以及主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值Bmax(即主磁滞回线上升支路f0(I)的终点的磁感应强度值)。
接下来，将第j个区间的较小端点对应的次磁滞回线上升支路Bj(I)与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值Bmax之间的差值，除以次磁滞回线上升支路的磁场基准值Brcj与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值Bmax之间的差值，得到第j个区间对应的归一化的输入位移量(Bj(I)-Bmax)/(Brcj-Bmax)；
然后，将第j个区间的较小端点对应的次磁滞回线上升支路Bj(I)与主磁滞回线上升支路f0(I)之间的差值ΔBj(I)，除以第j个区间的较小端点对应的次磁滞回线上升支路的磁场基准值Brcj与主磁滞回线上升支路的磁场基准值f0(Ircj)之间的差值，得到第j个区间对应的归一化的输出位移量ΔBj(I)/|Brcj-f0(Ircj)|。
这里，|Brcj-f0(Ircj)|表示次磁滞回线上升支路Bj(I)相对于主磁滞回线上升支路在起点处沿B轴的纵向位移，ΔBj(I)/|Brcj-f0(Ircj)|表示次磁滞回线上升支路Bj(I)相对于主磁滞回线上升支路的所有位移都以起点处的纵向位移进行归一化。
最后，以(Bj(I)-Bmax)/(Brcj-Bmax)作为输入，以ΔBj(I)/|Brcj-f0(Ircj)|作为输出，用人工神经网络对第j个区间进行非线性函数拟合，建立第j个区间的位移函数为y＝δj(x)。
类似地，假设有k个区间，则可以使用上述建立第j个区间的位移函数的方法，分别对第1个区间、第2个区间、…、第k个区间进行非线性函数拟合，这样，根据磁滞回线的相似性原理，以磁场基准值为参数对不同磁滞回线上升支路相对主环的非线性位移进行建模，就可以得到各个区间各自对应的位移函数。
下面对如何确定第N次加速过程对应的位移函数进行说明。
在一种示例性实施例中，在预先建立了各个区间对应的位移函数之后，那么，在具体实施过程中，步骤102可以包括：从以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值所形成的各个区间中，确定出第N-1次加速过程的剩磁所处的目标区间；从预先建立的各个区间对应的位移函数中，获取目标区间对应的位移函数作为第N次加速过程对应的位移函数。
下面以具体实例对如何通过对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正来得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路进行说明。
在一种示例性实施例中，在预先建立了各个区间对应的位移函数之后，那么，在具体实施过程中，步骤103可以包括以下步骤1031～步骤1035：
步骤1031：根据第N-1次加速过程的剩磁与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值，对第N次加速过程的设定磁场曲线与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值进行归一化处理，得到第N次加速过程对应的归一化的输入位移量；
步骤1032：将第N次加速过程对应的归一化的输入位移量输入至第N次加速过程对应的位移函数，得到第N次加速过程对应的归一化的输出位移量；
步骤1033：基于第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，确定出第N-1次加速过程的磁场基准值；
步骤1034：将第N-1次加速过程的剩磁和第N-1次加速过程的磁场基准值之间的差值与第N次加速过程对应的归一化的输出位移量相乘，得到修正位移量；
步骤1035：给第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路加上修正位移量，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路。
举例来说，以第N-1次加速过程的剩磁处于第j个区间为例，那么，第j个区间对应的位移函数δj(·)即为第N次加速过程对应的位移函数，接下来，由于已知第N-1次加速过程的剩磁、主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值、第N次加速过程的设定磁场曲线、第N次加速过程对应的位移函数、第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路、第N-1次加速过程的磁场基准值，那么，就可以通过如下公式(1)来计算出第N次加速过程的磁滞回线上升支路。
在公式(1)中，fN(I)表示第N次加速过程的磁滞回线上升支路，fN-1(I)表示第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，δj(·)表示第j个区间对应的位移函数(即第N次加速过程对应的位移函数)，j为大于1的正整数，BrN(I)表示第N次加速过程的设定磁场曲线，BrN表示第N次加速过程的磁场基准值(即第N-1次加速过程的剩磁)，Bmax表示主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值，fN-1(IrN)表示第N-1次加速过程的磁场基准值(即第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路的起点处的磁感应强度值)。
在一种示例性实例中，在步骤103之后，上述方法还可以包括：存储第N次加速过程的磁场基准值以及第N次加速过程的磁滞回线上升支路。如此，便于后续加速过程进行磁滞回线的修正。
步骤104：根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线；
在具体实施过程中，第N次加速过程的磁滞回线上升支路表示磁场强度与励磁电流之间的映射关系，那么，根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，就可以将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线。
步骤105：基于设定电流曲线，控制磁铁产生磁场。
在一种示例性实施例中，步骤105可以包括：通过控制同步加速器中的电源按照设定电流曲线，给同步加速器中的磁铁输出对应的励磁电流，控制同步加速器中的磁铁产生与磁场。
至此，便完成了产生磁场的过程。
由上述内容可知，本申请实施例所提供的磁场产生方法，可应用于同步加速器中，该同步加速器包括：磁铁以及设置于磁铁上的用于测量剩磁的传感器。在获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路、第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线之后，其中，N为大于1的正整数，先以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，其中，位移函数根据磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到；再根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路；最后，根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线；基于设定电流曲线，控制磁铁产生磁场。如此，使用用于测量剩磁的传感器所实时测量的第N-1次加速过程的剩磁来修正第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，再根据修正后的磁滞回线上升支路(即第N次加速过程的磁滞回线上升支路)将设定磁场曲线转换为设定电流曲线，能够实现消除磁滞误差，保证束流轨道和能量的稳定，缩短磁铁的重置时间，提高同步加速器的效率。
基于前述实施例，下面以具体实例对第1次加速过程至第N次加速过程的实现过程进行说明。
首先，在进行加速过程之前，本领域技术人员可以通过如高斯计、磁强计等能够测量磁场的大小的传感器，对同步加速器中的磁铁进行测磁，得到主磁滞回线上升支路以及k个次磁滞回线上升支路。
其次，根据主磁滞回线上升支路的磁场基准值Bro以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值Bro1,Bro2,Bro3,…,Broj,…,Bro(k-1),Brok，来形成建模区间，其中，每两个相邻的磁场基准值形成一个区间，如此，可以形成Bro1～Bro2，Bro2～Bro3，……，Bro(k-1)～Brok，Brok～Bro共k个区间。
接下来，针对每个区间，根据主磁滞回线上升支路以及每个区间的最小端点对应的次磁滞回线上升支路，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，得到每个区间对应的位移函数。需要说明的是，得到各个区间对应的位移函数的具体过程，请参照前述实施例对步骤105的描述而理解。此处，不再做过多赘述。
然后，在需要进行第1次加速过程时，同步加速器实时测量得到测磁(历史工作过程)产生的剩磁，将该剩磁作为第1次加速过程的磁场基准值)。假设该剩磁处于第j个区间，那么，如公式(2)所示，第j个区间的最小端点对应的次磁滞回线上升支路Bj(I)即为第1次加速过程的磁滞回线上升支路f1(I)。
接下来，在需要进行第2次加速过程时，同步加速器实时测量得到第1次加速过程的剩磁，将该第1次加速过程的剩磁作为第2次加速过程的磁场基准值，进而确定第2次加速过程也处于第j个区间，从而，将第j个区间对应的位移函数作为第2次加速过程对应的位移函数，那么，根据公式(3)，就可以根据1次加速过程的剩磁和第2次加速过程的设定磁场曲线，使用第2次加速过程对应的位移函数，对第1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第2次加速过程的磁滞回线上升支路f2(I)。
以此递推，通过公式(4)～公式(5)以及公式(1)依次就可以得到第3次加速过程的磁滞回线上升支路f3(I)至第N次加速过程的磁滞回线上升支路fN-1(I)。
f1(I)＝Bj(I) 公式(2)；
……
在公式(2)～公式(5)中，f1(I)表示第1次加速过程的磁滞回线上升支路，Bj(I)表示第j个区间的较小端点所对应的次磁滞回线上升支路，δj(·)表示第j个区间对应的位移函数，j为大于1的正整数，f2(I)表示第2次加速过程的磁滞回线上升支路，Br2(I)表示第2次加速过程的设定磁场曲线，Br2表示第2次加速过程的磁场基准值(即第1次加速过程的剩磁)，Bmax表示主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值，f1(Ir2)表示第1次加速过程的磁场基准值，f3(I)表示第3次加速过程的磁滞回线上升支路，Br3(I)表示第3次加速过程的设定磁场曲线，Br3表示第3次加速过程的磁场基准值(即第2次加速过程的剩磁)，f2(Ir3)表示第2次加速过程的磁场基准值，fN-1(I)表示第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，fN-2(I)表示第N-2次加速过程的磁滞回线上升支路，Br(N-1)(I)表示第N-1次加速过程的设定磁场曲线，Br(N-1)表示第N-1次加速过程的磁场基准值(即第N-2次加速过程的剩磁)，fN-2(Ir(N-1))表示第N-2次加速过程的磁场基准值。
最后，在每次进行加速过程时，同步加速器中的磁场电流转换模块根据计算出的修正后的磁滞回线上升支路，将设计磁场曲线转换为设计电流曲线。
在本申请实施例中，在每次进行加速过程时，利用磁滞回线相似性原理来改进磁场电流转换算法，可根据实时测量的剩磁修正磁滞回线上升支路，能够消除磁滞误差，使得不同能量下的磁场基准值保持一致，进而保证束流轨道和能量的稳定，缩短了磁铁的重置时间，提高同步加速器的效率。
基于同一发明构思，本申请实施例提供了一种同步加速器。图3为本申请实施例中的同步加速器的结构示意图，参见图3所示，该同步加速器可以包括：控制***31、电源32、磁铁33和用于测量剩磁的传感器34；控制***31包括：磁场曲线生成模块311和磁场电流转换模块312；其中，
磁场曲线生成模块311，用于生成第N次加速过程的设定磁场曲线；将第N次加速过程的设定磁场曲线发送给磁场电流转换模块312，其中，N为大于1的正整数；
用于测量剩磁的传感器34，用于测量第N-1次加速过程的剩磁；将第N-1次加速过程的剩磁发送给磁场电流转换模块312；
磁场电流转换模块312，用于获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路、第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线；以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，其中，位移函数根据磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到；根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路；根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线；将设定电流曲线发送给电源32；
电源32，用于按照设定电流曲线，输出对应的励磁电流至磁铁33；
磁铁33，用于在励磁电流的作用下产生磁场。
在本申请实施例中，用于测量剩磁的传感器设置于磁铁上。
在本申请其它实施例中，仍然参见图3所示，该同步加速器还可以包括：通信模块35；其中，
磁场电流转换模块312，用于将设定电流曲线发送给电源32，可以包括：磁场电流转换模块312，用于通过通信模块35将设定电流曲线以二进制文件使用网络下发给电源32；
对应地，电源32，用于按照设定电流曲线，输出对应的励磁电流至磁铁33，可以包括：电源42，用于按照设定电流曲线的二进制文件输出对应的励磁电流至磁铁43，以使磁铁43在励磁电流的作用下产生随设定电流曲线变化的磁场。
在本申请实施例中，磁场曲线生成模块，用于生成第N次加速过程的设定磁场曲线，可以包括：磁场曲线生成模块，用于获得用户设定的第N次加速过程对应的加速时间和引出能量；根据第N次加速过程对应的加速时间和引出能量，生成第N次加速过程的设定磁场曲线。
在本申请实施例中，控制***还可以包括：存储单元，用于存储磁滞回线上升支路；
磁场电流转换模块，用于获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，包括：
磁场电流转换模块，用于当磁场电流转换模块从存储单元中并未读取到第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，或者，N-1等于1时，从以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值所形成的各个区间中，确定出第N-1次加速过程的剩磁所处的目标区间；将主磁滞回线上升支路以及各个次磁滞回线上升支路中，与目标区间的较小端点对应的磁滞回线上升支路，确定为第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路。
在本申请实施例中，磁场电流转换模块，用于根据磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到位移函数，可以包括：
磁场电流转换模块，用于以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值形成各个区间；针对每个区间，基于主磁滞回线上升支路以及每个区间的最小端点对应的次磁滞回线上升支路，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，得到每个区间对应的位移函数。
在本申请实施例中，磁场电流转换模块，用于基于主磁滞回线上升支路以及每个区间的最小端点对应的次磁滞回线上升支路，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，得到每个区间对应的位移函数，可以包括：
磁场电流转换模块，用于根据每个区间的次磁滞回线上升支路的磁场基准值与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值，对每个区间的次磁滞回线上升支路与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值进行归一化处理，得到每个区间对应的归一化的输入位移量；根据每个区间的次磁滞回线上升支路的磁场基准值与主磁滞回线上升支路的磁场基准值之间的差值，对每个区间的次磁滞回线上升支路与主磁滞回线上升支路之间的差值位移量进行归一化处理，得到每个区间对应的归一化的输出位移量；以每个区间对应的归一化的输入位移量作为人工神经网络的输入，以每个区间对应的归一化的输出位移量作为人工神经网络的输出，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，建立每个区间对应的位移函数。
在本申请实施例中，磁场电流转换模块，用于以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，可以包括：
磁场电流转换模块，用于从以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值所形成的各个区间中，确定出第N-1次加速过程的剩磁所处的目标区间；从预先建立的各个区间对应的位移函数中，获取目标区间对应的位移函数作为第N次加速过程对应的位移函数。
在本申请实施例中，磁场电流转换模块，用于根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路，可以包括：
磁场电流转换模块，用于根据第N-1次加速过程的剩磁与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值，对第N次加速过程的设定磁场曲线与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值进行归一化处理，得到第N次加速过程对应的归一化的输入位移量；将第N次加速过程对应的归一化的输入位移量输入至第N次加速过程对应的位移函数，得到第N次加速过程对应的归一化的输出位移量；基于第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，确定出第N-1次加速过程的磁场基准值；将第N-1次加速过程的剩磁和第N-1次加速过程的磁场基准值之间的差值与第N次加速过程对应的归一化的输出位移量相乘，得到修正位移量；给第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路加上修正位移量，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路。。
这里需要指出的是：以上同步加速器实施例的描述，与上述方法实施例的描述是类似的，具有同方法实施例相似的有益效果。对于本申请同步加速器实施例中未披露的技术细节，请参照本申请方法实施例的描述而理解。
需要说明的是，在本申请实施例中，如果以软件功能模块的形式实现上述一个或多个实施例中的磁场产生方法，并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本申请实施例的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机、服务器、或者网络设备等)执行本申请各个实施例方法的全部或部分。
本申请描述了多个实施例，但是该描述是示例性的，而不是限制性的，并且对于本领域的普通技术人员来说显而易见的是，在本申请所描述的实施例包含的范围内可以有更多的实施例和实现方案。尽管在附图中示出了许多可能的特征组合，并在具体实施方式中进行了讨论，但是所公开的特征的许多其它组合方式也是可能的。除非特意加以限制的情况以外，任何实施例的任何特征或元件可以与任何其它实施例中的任何其他特征或元件结合使用，或可以替代任何其它实施例中的任何其他特征或元件。
本申请包括并设想了与本领域普通技术人员已知的特征和元件的组合。本申请已经公开的实施例、特征和元件也可以与任何常规特征或元件组合，以形成由权利要求限定的独特的发明方案。任何实施例的任何特征或元件也可以与来自其它发明方案的特征或元件组合，以形成另一个由权利要求限定的独特的发明方案。因此，应当理解，在本申请中示出和/或讨论的任何特征可以单独地或以任何适当的组合来实现。因此，除了根据所附权利要求及其等同替换所做的限制以外，实施例不受其它限制。此外，可以在所附权利要求的保护范围内进行各种修改和改变。
此外，在描述具有代表性的实施例时，说明书可能已经将方法和/或过程呈现为特定的步骤序列。然而，在该方法或过程不依赖于本文所述步骤的特定顺序的程度上，该方法或过程不应限于所述的特定顺序的步骤。如本领域普通技术人员将理解的，其它的步骤顺序也是可能的。因此，说明书中阐述的步骤的特定顺序不应被解释为对权利要求的限制。此外，针对该方法和/或过程的权利要求不应限于按照所写顺序执行它们的步骤，本领域技术人员可以容易地理解，这些顺序可以变化，并且仍然保持在本申请实施例的精神和范围内。
本领域普通技术人员可以理解，上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***、装置中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。在硬件实施方式中，在以上描述中提及的功能模块/单元之间的划分不一定对应于物理组件的划分；例如，一个物理组件可以具有多个功能，或者一个功能或步骤可以由若干物理组件合作执行。某些组件或所有组件可以被实施为由处理器，如数字信号处理器或微处理器执行的软件，或者被实施为硬件，或者被实施为集成电路，如专用集成电路。这样的软件可以分布在计算机可读介质上，计算机可读介质可以包括计算机存储介质(或非暂时性介质)和通信介质(或暂时性介质)。如本领域普通技术人员公知的，术语计算机存储介质包括在用于存储信息(诸如计算机可读指令、数据结构、程序模块或其他数据)的任何方法或技术中实施的易失性和非易失性、可移除和不可移除介质。计算机存储介质包括但不限于随机存储器(RandomAccess Memory，RAM)、只读存储器(Read Only Memory，ROM)、EEPROM、闪存或其他存储器技术、CD-ROM、数字多功能盘(DVD)或其他光盘存储、磁盒、磁带、磁盘存储或其他磁存储装置、或者可以用于存储期望的信息并且可以被计算机访问的任何其他的介质。此外，本领域普通技术人员公知的是，通信介质通常包含计算机可读指令、数据结构、程序模块或者诸如载波或其他传输机制之类的调制数据信号中的其他数据，并且可包括任何信息递送介质。
Claims (5)
1.一种磁场产生方法，其特征在于，应用于同步加速器中，所述同步加速器包括：磁铁以及设置于所述磁铁上的用于测量剩磁的传感器；
所述磁场产生方法包括：
获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路、第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，其中，N为大于1的正整数；
以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，其中，位移函数根据所述磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到；
根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路；
根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线；
基于所述设定电流曲线，控制所述磁铁产生磁场；
其中，所述获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，包括：
当从用于存储磁滞回线上升支路的存储单元中并未读取到第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，或者，N-1等于1时，将第N-1次加速过程的剩磁分别与预先测量到的各个磁滞回线上升支路的磁场基准值进行比较，确定出小于该剩磁的磁场基准值，然后，从预先测量的磁铁的主磁滞回线上升支路以及在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路中，将小于该剩磁的磁场基准值中最大的一个所对应的磁滞回线上升支路，确定为第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路；其中，所述磁场基准值包括磁铁的主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值；
通过如下方式获取第N-1次加速过程的剩磁：通过用于测量剩磁的传感器所实时测量到的第N-1次加速过程残余的磁场强度作为第N-1次加速过程的剩磁；
通过如下方式获取第N次加速过程的设定磁场曲线：同步加速器根据用户设定的第N次加速过程对应的加速时间和引出能量来生成该第N次加速过程对应的设定磁场曲线；
所述位移函数根据所述磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到的过程，包括：
以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值形成各个区间；
针对每个区间，基于主磁滞回线上升支路以及每个区间的最小端点对应的次磁滞回线上升支路，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，得到每个区间对应的位移函数；所述基于主磁滞回线上升支路以及每个区间的最小端点对应的次磁滞回线上升支路，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，得到每个区间对应的位移函数，包括：
根据每个区间的次磁滞回线上升支路的磁场基准值与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值，对每个区间的次磁滞回线上升支路与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值进行归一化处理，得到每个区间对应的归一化的输入位移量；
根据每个区间的次磁滞回线上升支路的磁场基准值与主磁滞回线上升支路的磁场基准值之间的差值，对每个区间的次磁滞回线上升支路与主磁滞回线上升支路之间的差值位移量进行归一化处理，得到每个区间对应的归一化的输出位移量；
以每个区间对应的归一化的输入位移量作为人工神经网络的输入，以每个区间对应的归一化的输出位移量作为人工神经网络的输出，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，建立每个区间对应的位移函数。
2.根据权利要求1所述的磁场产生方法，其特征在于，所述以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，包括：
从以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值所形成的各个区间中，确定出第N-1次加速过程的剩磁所处的目标区间；
从预先建立的各个区间对应的位移函数中，获取所述目标区间对应的位移函数作为第N次加速过程对应的位移函数。
3.根据权利要求1所述的磁场产生方法，其特征在于，所述根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路，包括：
根据第N-1次加速过程的剩磁与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值，对第N次加速过程的设定磁场曲线与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值进行归一化处理，得到第N次加速过程对应的归一化的输入位移量；
将第N次加速过程对应的归一化的输入位移量输入至第N次加速过程对应的位移函数，得到第N次加速过程对应的归一化的输出位移量；
基于第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，确定出第N-1次加速过程的磁场基准值；
将第N-1次加速过程的剩磁和第N-1次加速过程的磁场基准值之间的差值与第N次加速过程对应的归一化的输出位移量相乘，得到修正位移量；
给第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路加上所述修正位移量，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路。
4.一种同步加速器，其特征在于，所述同步加速器包括：控制***、电源、磁铁和用于测量剩磁的传感器；所述控制***包括：磁场曲线生成模块和磁场电流转换模块；其中，
所述磁场曲线生成模块，用于生成第N次加速过程的设定磁场曲线；将第N次加速过程的设定磁场曲线发送给所述磁场电流转换模块，其中，N为大于1的正整数；
所述用于测量剩磁的传感器，用于测量第N-1次加速过程的剩磁；将第N-1次加速过程的剩磁发送给所述磁场电流转换模块；
所述磁场电流转换模块，用于获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路、第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线；以第N-1次加速过程的剩磁作为第N次加速过程的磁场基准值，确定第N次加速过程对应的位移函数，其中，位移函数根据所述磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到；根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路；根据第N次加速过程的磁滞回线上升支路，将第N次加速过程的设定磁场曲线转换为设定电流曲线；将所述设定电流曲线发送给所述电源；
所述电源，用于按照所述设定电流曲线，输出对应的励磁电流至所述磁铁；
所述磁铁，用于在所述励磁电流的作用下产生磁场；
其中，所述控制***还包括：存储单元，用于存储磁滞回线上升支路；
所述磁场电流转换模块，用于获得第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，包括：
所述磁场电流转换模块，用于当所述磁场电流转换模块从所述存储单元中并未读取到第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，或者，N-1等于1时，将第N-1次加速过程的剩磁分别与预先测量到的各个磁滞回线上升支路的磁场基准值进行比较，确定出小于该剩磁的磁场基准值，然后，从预先测量的磁铁的主磁滞回线上升支路以及在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路中，将小于该剩磁的磁场基准值中最大的一个所对应的磁滞回线上升支路，确定为第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路；其中，所述磁场基准值包括磁铁的主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值；所述磁场电流转换模块，用于根据所述磁铁的主磁滞回线上升支路及其在不同磁场基准值处的次磁滞回线上升支路进行非线性函数拟合得到所述位移函数，包括：
所述磁场电流转换模块，用于以主磁滞回线上升支路的磁场基准值以及各个次磁滞回线上升支路的磁场基准值中每两个相邻的磁场基准值形成各个区间；针对每个区间，基于主磁滞回线上升支路以及每个区间的最小端点对应的次磁滞回线上升支路，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，得到每个区间对应的位移函数；
其中，所述基于主磁滞回线上升支路以及每个区间的最小端点对应的次磁滞回线上升支路，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，得到每个区间对应的位移函数，包括：
根据每个区间的次磁滞回线上升支路的磁场基准值与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值，对每个区间的次磁滞回线上升支路与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值进行归一化处理，得到每个区间对应的归一化的输入位移量；
根据每个区间的次磁滞回线上升支路的磁场基准值与主磁滞回线上升支路的磁场基准值之间的差值，对每个区间的次磁滞回线上升支路与主磁滞回线上升支路之间的差值位移量进行归一化处理，得到每个区间对应的归一化的输出位移量；
以每个区间对应的归一化的输入位移量作为人工神经网络的输入，以每个区间对应的归一化的输出位移量作为人工神经网络的输出，通过人工神经网络进行非线性函数拟合，建立每个区间对应的位移函数。
5.根据权利要求4所述的同步加速器，其特征在于，所述磁场电流转换模块，用于根据第N-1次加速过程的剩磁和第N次加速过程的设定磁场曲线，使用第N次加速过程对应的位移函数，对第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路进行修正，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路，包括：
所述磁场电流转换模块，用于根据第N-1次加速过程的剩磁与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值，对第N次加速过程的设定磁场曲线与主磁滞回线上升支路的最大磁感应强度值之间的差值进行归一化处理，得到第N次加速过程对应的归一化的输入位移量；将第N次加速过程对应的归一化的输入位移量输入至第N次加速过程对应的位移函数，得到第N次加速过程对应的归一化的输出位移量；基于第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路，确定出第N-1次加速过程的磁场基准值；将第N-1次加速过程的剩磁和第N-1次加速过程的磁场基准值之间的差值与第N次加速过程对应的归一化的输出位移量相乘，得到修正位移量；给第N-1次加速过程的磁滞回线上升支路加上所述修正位移量，得到第N次加速过程的磁滞回线上升支路。
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