JPH0711761B2 - パラメータ調整システム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、複数のパラメータに依存して計測量が変化す
る系に使用されるパラメータ調整システムに関し、特に
ビーム引出し効率が最大になるようにビーム電流を調整
するサイクロトロンのビーム調整システムに関する。

［従来の技術］ サイクロトロンは、電磁石、高周波装置など多数の機器
から構成されており、運転開始時には、多数の機器の多
数のパラメータを微調整してビーム引出し効率を最大に
する作業が必要である。

このため、従来のサイクロトロンでは、オペレータはビ
ーム電流表示を見ながら、多数の調整パラメータのなか
から、調整パネルを用いて２〜４個のパラメータを選択
し、それらを調整ノブを用いて調整している。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながらサイクロトロンにおいて調整を要する調整
パラメータの数が20〜50個と多く、しかもパラメータ間
に相互干渉があるため、調整作業は容易ではない。ま
た、ビーム軌道を直接計測する装置がないため、ビーム
電流の変化量のみに着目し、試行錯誤的に調整パラメー
タを選択しなくてはならない。上記した調整作業を熟練
オペレータは、勘にたよって調整しており、またインタ
ビューですべての調整規則を抽出することは極めて困難
である。

これらの欠点のために、サイクロトロンの調整作業には
熟練が必要であり、自動化は難しいものと考えられてい
た。

したがって、本発明の目的は、未熟練者でも容易にパラ
メータ調整が行なえるパラメータ調整システムを提供す
ることである。

本発明の他の目的をサイクロトロンのビーム電流を調整
するためのパラメータ調整システムを提供することであ
る。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、複数のパラメータに依存して予め定め
られた計測量が変化する系に使用されるパラメータ調整
システムにおいて、前記各パラメータ並びに複数のパラ
メータの値が調整されたとき、調整されたパラメータの
名称及び調節量を順次自動的に調整手順として記憶する
記憶手段と、前記記憶手順に記憶された調整手順を解析
し、調整手順に関する規則を抽出する抽出手段と、前記
調整手順に関する規則に基づいて、前記計測量の調整手
順を提示する提示手段とを有することを特徴とするパラ
メータ調整システムが得られる。

［実施例］ 次に、本発明の一実施例を示した図面を参照して、本発
明をより詳細に説明する。

第１図を参照すると、本発明の一実施例は、パラメータ
を調整することによって、電磁石電源、高周波装置等、
各種の機器を含むサイクロトロン機器８のビーム引出し
効率が最大になるように、ビーム電流を調整するサイク
ロトロン制御装置５と、サイクロトロン制御装置５と通
信回線９を介して接続されサイクロトロン制御装置にお
けるビーム調整を支援するサイクロトロン支援装置15と
から構成されている。

サイクロトロン制御装置５においては、オペレータ１は
ビーム電流表示４を見ながら、多数のパラメータのなか
から調整パラメータ選択パネル２を用いて、単一又は２
〜４個のパラメータを選択し、それらを調整用ノブ３を
用いて調整する。サイクロトロン制御装置５は、サイク
ロトロン機器８に対して、パラメータ設定値６を与える
とともに、サイクロトロン機器８からパラメータ現在値
７を受けている。

計測量としては、図示されたサイクロトロンの場合、ビ
ーム電流だけであるので、比較的調整頻度の高いパラメ
ータを順次選択し、ビーム電流の極大値を求める。オペ
レータ１は、各パラメータとビーム電流の関係を単峰性
の関数と仮定し、パラメータを走査してビーム電流の極
大値を求めるための探索を行なう。

熟練したオペレータ１の調整操作は順次サイクロトロン
制御システム５から通信回線９を介してサイクロトロン
支援システム15に自動的に送出される。具体的に言え
ば、熟練したオペレータ１の調整したパラメータの名称
並びにパラメータの調整量がサイクロトロン支援システ
ム15に与えられる。その結果として、調整開始から最適
ビーム電流を得るまでの一連の調整操作に関するデータ
がサイクロトロン支援システム15に与えられたことにな
る。20−50個のサイクロトロンのパラメータは、例え
ば、主磁場（MAG）、４極磁場（Ｑ）、高周波装置（R
F）、及びデフレクタ（DEF）に関するパラメータに区分
することができ、これらの区分だけでも指示できれば、
未熟練者には、非常に大きな指針となりうる。

サイクロトロン支援システム15は熟練したオペレータ１
に関する調整操作を予め定められた規則に従って分析
し、その操作内容を熟練者以外も使用できるようにする
ためのものである。上記した熟練したオペレータ１の調
整操作に関するデータはサイクロトロン支援システム15
の調整手順記憶回路10に逐次記憶され、調整手順時系列
データベース13を作成するのに用いられる。このデータ
ベース13の作成の際に用いられる規則としては、次のよ
うなものがある。

サイクロトロンのパラメータは必ずしも、一つづつ調整
される訳ではなく、複数のパラメータが同時に調整され
る場合もある。このため、パラメータを上記した４つの
グループに区分する規則だけでなく、この実施例では、
同時に調整されるべき複数の調整パラメータの組合わせ
に関する規則も用意されている。このように、グループ
に分けた場合、グループ内での手順並びにグループ間で
の手順に関する規則も必要となる。

調整操作に関するデータは上記した規則に従って順次分
析され、データベース13が作成される。

手順解析回路13は調整手順時系列データベース13の内容
を解析し、いくつかの調整規則を抽出し、調整規則デー
タベース14が作成され、更新される。手順解析回路13で
解析される内容は、 同時に調整するパラメータ対の組合わせと頻度、 連続的に調整されるパラメータのグループ分け、 で得られたグループ間の調整手順と頻度、および で得られたグループ間での調整手順と頻度 である。

調整パラメータのグループ分割を行なう場合には、得ら
れた調整手順データから調整手順上関連の深いパラメー
タを出現頻度に基づいて抽出していく。最も関連の強い
同時操作および連続操作を２つのパラメータ対だけでな
く、例えば、３パラメータ、４パラメータの連続操作も
抽出し、パラメータ連結関係グラフを作成する。その手
順は次のとおりである。

（１）同時操作を行なうパラメータ対を抽出する。

（２）連続操作のうち同時操作と等価なパターンのもの
を、同時操作のパラメータ対に変換する。

（３）出現頻度の高い二つのパラメータの連続操作を抽
出する。

（４）出現頻度の高い連続操作がなくなるまで、上記
（３）と同様な処理を３パラメータ連続操作、４パラメ
ータ連続操作と順に適用する。

（５）上記（１）〜（４）で抽出したパラメータ群につ
いて、パラメータの名称をノード、同時操作および連続
操作をエッジとしてグラフ表現し、パラメータ連続関係
グラフを作成する。

パラメータ連続関係グラフの非連続グラフ、トリビアル
なブロックを生じない切断点およびブリッジに着目して
グループ分割を行なう。

グループ間手順は二つのグループ、例えば、グループＡ
およびＢの間の従属の度合を抽出する。ここで、グルー
プＢのグループＡへの従属の度合はグループＡからＢへ
の遷移頻度を参照して算出でき、従属の度合が高い場合
は、グループＢはグループＡに続いて調整されることが
多いので、従属関係にあると考えられる。

上記した遷移はグループＡを調整してビーム電流が増加
したならば、従属するグループＢを調整し、増加しなけ
れば他グループを調整する。またグループＢを調整して
ビーム電流が増加したならば動作点が変化したので、再
びグループＡに戻って調整を行ない、そうでないなら他
のグループの調整に移る。

頻度の値が比較的大きなものは、［Q,MAG］［DEF,MAG］
［RF,MAG］であり、この結果はMAGグループは他のグル
ープに比べて独立性の低いグループであることがわか
る。したがって、基本的なグループ間の手順は、Q,DEF,
及びRFに続いてMAGを調整するパターンを取れば良い。
Q,DEF,RFグループとMAGグループを組合わせてできるグ
ループを［Ｑ′,DEF′,RF′］とすると、４つのグルー
プを３グループにまとめることができる。

調整手順提示回路12は、調整規則データベース14のデー
タに基づきオペレータに次の調整手順を提示する。次に
調整するパラメータが唯一に決められない場合には、い
くつかの候補を提示し、オペレータの選択を補助する。

なお、上記の三つの機能のうち、調整手順収集・記録回
路10と調整手順提示回路12とは、サイクロトロンに運転
中に実時間で動作する必要があるが、手順解析回路11は
オフライン処理でよい。

また、制御システム５の処理能力に十分余裕がある場合
には、制御システム５と支援システム15を同一計算機で
構成することは可能である。その場合には、通信回線９
は不用である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、未熟練者でも容
易にパラメータ調整が行なえるパラメータ調整システム
を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図である。 １……オペレータ、２……調整パラメータ選択パネル、
３……調整用ノブ、４……ビーム電流表示、５……サイ
クロトロン制御装置、６……パラメータ設定値、７……
パラメータ現在値、８……サイクロトロン機器、９……
通信回線、10……調整手順収集・記憶回路、11……手順
データ解析回路、12……調整手順提示回路、13……調整
手順時系列データベース、14……調整規則データベー
ス、15……サイクロトロン支援装置、16……調整手順提
示用ディスプレイ。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】複数のパラメータに依存して予め定められ
   た計測量が変化する系に使用されるパラメータ調整シス
   テムにおいて、前記各パラメータ並びに複数のパラメー
   タの値が調整されたとき、調整されたパラメータの名称
   及び調整量を順次自動的に調整手順として記憶する記憶
   手段と、前記記憶手段に記憶された調整手順を解析し、
   調整手順に関する規則を抽出する抽出手段と、前記調整
   手順に関する規制に基づいて、前記計測量の調整手順を
   提示する提示手段とを有することを特徴とするパラメー
   タ調整システム。
2. 【請求項２】前記抽出手段は、前記調整手順の解析を、
   同時に調整するパラメータ対の組合わせと頻度、連続的
   に調整されるパラメータのグループ分け、前記グループ
   分けされたグループ間の調整手順と頻度、及び前記グル
   ープ分けされた各グループ内での調整手順の頻度にした
   がって行うことを特徴とする請求項第１項記載のパラメ
   ータ調整システム。