摘要
2019年9月13日收到 2020年2月1日修订 2020年2月19日接受
图像
图1 LCLS束线显示直线加速器、四极磁铁和波动磁铁的位置。 由近200个四极组成的聚焦系统（上面的线表示聚焦，下面的线表示一个平面的散焦）将电子束传输到下游（从左到右），并且通常使用几组匹配的四极磁铁（以红色显示）将光束匹配到聚焦系统。 电子束转储和x射线脉冲能量测量系统（未显示）位于波荡器的下游。 我们的研究集中在第三直线加速器中的八个匹配四边形和通向波荡器的传输线中的四个。 重用权限（&P） 图2 （a） 贝叶斯优化（红色曲线）与Nelder-Mead单纯形优化（蓝色）下12个四极磁铁FEL脉冲能量优化的比较。 每个扫描在相同的开始条件下进行四次，用不同的破折号显示。 每个步骤大约需要3到4秒。 （b） 使用（a）条件的模拟。 每种方法的100次单独扫描，平均值用粗线表示，与测量值一致。 请注意，FEL脉冲能量偶尔下降，例如在实线的步骤30，是由瞬时机器故障引起的。 令人鼓舞的是，优化器并没有因为如此短暂的故障而偏离轨道。 重用权限（&P） 图3 （a） 单位切片宽度（一次只固定一个坐标）和相关系数为0.8的2D多项式测试函数的基本事实。 （b） 基于地面实况噪声样本的各向同性核GP回归。 （c） 同一样本上相关核的GP回归如（b）所示。 （d） 贝叶斯优化收敛性测试在有核关联和无核关联的相关基本真理上进行。 每个条形图显示了100次试验平均值的标准误差。 相关的GP核（蓝色线性拟合）与具有各向同性GP核的各向同性地面实况的优化一样好，该各向同性GP核随着维数线性增长。 与不匹配内核的收敛步骤呈指数增长（红色指数拟合）。 重用权限（&P） 图4 （a） 平均自由电子激光脉冲能量与两个相邻四极体。 图中央附近的黑点是由于机器瞬时故障造成的。 （b） 波荡器中模拟的平均电子束尺寸与相同四极子的对比显示出相同的相关性。 （c） 四个四极杆的优化测试：GP（红色）vs带相关性的GP（黄色）。 每次扫描在相同的开始条件下进行两次，用不同的破折号显示。 每一步大约需要3到4秒。 （d） 使用波束矩阵模型对每种方法的约100次单独扫描的条件进行模拟，平均值以粗线表示，与测量结果一致。 重用权限（&P）