Back
Precise PID controller for quantum applications
Abstract
Realization of the world’s first Bose–Einstein Condensate in 1995 has opened a door for conducting research in the field of quantum physics on the atomic or even sub–atomic scales. Since then, a number of scientific laboratories around the world have started performing quantum physics experiments. Running this kind of experiment, however, requires advanced hardware and software to control its various aspects such as driving laser sources used to trap atoms or ions. In this thesis, a design of a PID (proportional–integral–derivative) controller for such applications is described. It aims to be compatible with the ARTIQ (Advanced Real–Time Infrastructure for Quantum physics) control system and Sinara hardware, both of which are open–source projects. The developed PID controller provides an input and output voltage range of±10 V. Its measured band width and latency are no worse than 1 kHz and 1 ms, respectively.- Diploma type
- Engineer's / Bachelor of Science
- Diploma type
- Engineer's thesis
- Title in Polish
- Precyzyjny kontroler PID do aplikacji kwantowych
- Supervisor
-
Krzysztof
Poźniak (FEIT/PE)
Krzysztof Poźniak
- Certifying unit
- Faculty of Electronics and Information Technology (FEIT)
- Affiliation unit
- The Institute of Electronic Systems (FEIT/PE)
- Study subject / specialization
- Elektronika (Elektronics)
- Language
- (en) English
- Status
- Finished
- Defense Date
- 19-02-2020
- Issue date (year)
- 2020
- Reviewers
- Krzysztof Marek Czuba (FEIT/PE) Krzysztof Marek Czuba Krzysztof Poźniak (FEIT/PE) Krzysztof Poźniak
- Keywords in Polish
- regulator PID, ARTIQ, Sinara, pętla synchronizacji częstotliwościowej, system sterujący czasu rzeczywistego
- Keywords in English
- PID controller, ARTIQ, Sinara, frequency lock loop, real–time control system
- Abstract in Polish
- Zaobserwowanie w 1995 r. po raz pierwszy kondensatu Bosego–Einsteina umożliwiło przeprowadzenie badań z dziedziny fizyki kwantowej w skali subatomowej. Od tego momentu, wiele laboratoriów naukowych na całym świecie rozpoczęło realizację eksperymentów kwantowych. Jednakże przeprowadzanie tego typu badań wymaga użycia zaawansowanego sprzętu i oprogramowania, które umożliwiałyby sprawowanie kontroli nad różnymi aspektami eksperymentów. Za przykład może posłużyć kontrolowanie laserów, które są używane do oświetlania chmury atomów i jonów w celu złapania ich w pułapki magnetyczno–optyczne. W niniejszej pracy opisany został proces realizacji regulatora PID (proporcjonalno–całkująco–różniczkującego, ang. proportional–integral–derivative) stworzonego między innymi do wspomnianych wyżej zastosowań. Został zaprojektowany z założeniem kompatybilności z systemem ARTIQ (Advanced Real-Time Infrastructure for Quantum physics, pol. Zaawansowana Infrastruktura Czasu Rzeczywistego dla Fizyki Kwantowej) i sprzętem z rodziny Sinara. Zrealizowany regulator PID zapewnia poprawną pracę i regulację przy zakresie napięć wejściowych i wyjściowych ±10 V. Zmierzone pasmo i latencja są nie gorsze niż, odpowiednio, 1 kHz i 1 ms. Pętla synchronizacji częstotliwościowej
- File
- Local fields
- Identyfikator pracy APD: 37768
- Uniform Resource Identifier
- https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUTe90de3461b53456c9d63c55d80d34220/
- URN
urn:pw-repo:WUTe90de3461b53456c9d63c55d80d34220