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A low-latency feedback system for the control of horizontal betatron oscillations

Scomparin, Luca ORCID iD icon 1; Blomley, Edmund ORCID iD icon 2; Bründermann, Erik ORCID iD icon 2; Caselle, Michele 1; Kopmann, Andreas ORCID iD icon 1; Mueller, Anke-Susanne ORCID iD icon; Santamaria Garcia, Andrea ORCID iD icon 3; Steinmann, Johannes ORCID iD icon 2; Weber, Marc; Assmann, Ralph [Hrsg.]; McIntosh, Peter [Hrsg.]; Fabris, Alessandro [Hrsg.]; Bisoffi, Giovanni [Hrsg.]; Andrian, Ivan [Hrsg.]; Vinicola, Giulia [Hrsg.]
1 Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
2 Institut für Beschleunigerphysik und Technologie (IBPT), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)
3 Laboratorium für Applikationen der Synchrotronstrahlung (LAS), Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

Abstract:

Reinforcement learning (RL) algorithms are investigated at KIT as an option to control the beam dynamics at storage rings.
These methods require specialized hardware to satisfy throughput and latency constraints dictated by the timescale of the relevant phenomena.

The KINGFISHER platform, based on the novel Xilinx Versal Adaptive Compute and Acceleration Platform, is an ideal candidate to deploy RL-on-a-chip thanks to its ability to execute computationally intensive and low latency feedback loops in the order of tens of microseconds.
In this publication, we will present the integration of the KINGFISHER system at the Karlsruhe Research Accelerator (KARA), as a proof-of-principle turn-by-turn control feedback loop, to control induced transversal oscillations of an electron beam.


Verlagsausgabe §
DOI: 10.5445/IR/1000163620
Veröffentlicht am 31.10.2023
Originalveröffentlichung
DOI: 10.18429/JACoW-IPAC2023-THPL027
Cover der Publikation
Zugehörige Institution(en) am KIT Institut für Beschleunigerphysik und Technologie (IBPT)
Institut für Prozessdatenverarbeitung und Elektronik (IPE)
Laboratorium für Applikationen der Synchrotronstrahlung (LAS)
Publikationstyp Proceedingsbeitrag
Publikationsdatum 26.09.2023
Sprache Englisch
Identifikator ISBN: 978-3-95450-231-8
ISSN: 2673-5490
KITopen-ID: 1000163620
HGF-Programm 54.11.11 (POF IV, LK 01) Accelerator Operation, Research and Development
Weitere HGF-Programme 54.12.03 (POF IV, LK 01) Science Systems
Erschienen in 14th International Particle Accelerator Conference, Vernedig, 7th-12th May 2023
Veranstaltung 14th International Particle Accelerator Conference (IPAC 2023), Venedig, Italien, 07.05.2023 – 12.05.2023
Verlag JACoW Publishing
Seiten 4479-4482
Schlagwörter Accelerator Physics, mc6-beam-instrumentation-controls-feedback-and-operational-aspects - MC6: Beam Instrumentation, Controls, Feedback and Operational Aspects, mc6-a27-machine-learning-and-digital-twin-modelling - MC6.A27: Machine Learning and Digital Twin Modelling
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