本文综述了强流离子直线加速器中束晕-混沌的形成机制和控制方法,并对强流离子束密度分布研究的现状作一简要概述。在此基础上，本文做了以下两方面的工作： 一方面，研究了失匹配因子对束晕—混沌控制的影响。强流离子束在加速器通道中运行时产生束晕现象的控制方面，近几年已有不少研究文章，这方面的研究已经表明，采用混沌控制的方法可望达到较为理想的控制效果，例如已经知道延迟反馈控制器可得较好的模拟结果，对数函数控制器较有实现的希望。因而本文选择这两种控制器对初始分布为K-V分布的束流进行模拟研究。延迟反馈控制器，其形式为： （1） 式中为均方根半径，它反映的是大量离子在周期聚焦通道运动过程中的统计平均量，即，其中为第个离子的径向半径，为增益因子。 在以往的模拟研究中，所用的控制变量一般为离子束的最大半径、均方根半径或者包络半径等。其中以均方根半径作为控制变量的延迟反馈控制方法等效果较好，不过要求出必须探测全部离子的位置,这在实验上很难实现。为此，本文又采用离子束匹配半径外的离子数与总离子数之比 ( ,简称离子数比)作为控制变量的对数函数控制器对强流离子束的分布进行探索。对数函数控制器，其形式为： （2） 其中表示增益因子, 表示前面所述的离子数比。 结果发现，在采用混沌控制方法对强流离子束的束晕加以控制之后，有些控制参数的改变对束流品质的影响很大。例如调谐衰减因子的变化，在填充因子取0.64，真空相移取1150，失匹配因子取1.5，而调谐衰减因子由0.8改为0.9，只改变了一个很小的量，就可以使束分布由单峰状变为均匀分布。 而失匹配因子是实际参数值对于理想匹配的参数值的偏离。由于各种原因，偏离总是不可避免的，因而它也成了束流研究的一个重要参数。通过采用两种控制器的研究，发现失匹配因子在相当大的范围内变化时都不影响束晕-混沌的有效控制，这表明了束晕的抑制效果对失匹配因子并不敏感，更能肯定所选用控制器的有效性。 另一方面，本文研究了失匹配因子对束流品质影响程度的问题。研究结果发现：①在较大的范围内失匹配因子的变化对束流品质的影响并不敏感，即不管束的初始半径是否与匹配半径存在差别，均可得到类似的控制效果。因而研究时不必过于担心因其与理想的偏离造成混沌控制方法的失效。不过对于不同的控制器，束流的品质并不相同。在延迟反馈控制下，在一定的参数条件下，失匹配因子的改变对束离子的密度分布曲线影响不大，都可保持均匀分布状。在对数函数控制下，离子束密度分布变得不均匀起来，曲线呈非单调分布，而且它们总体的演化趋势是从均匀分布逐渐演化到非均匀分布状，并且其径向密度的变化会连续地振荡到运行结束。离子束密度在振荡的过程中在填充因子取0.8的情况下，其中心部分还伴有明显的波峰出现。在选择不同形式的控制器和不同失匹配因子的条件下，束晕控制后的离子束品质并不相同。这些结果显示，利用非线性控制方法，人们不仅有可能将束晕控制住，而且通过选择适当的参数和控制条件，还可以改善束流的品质，将束流分布控制成所需要的结果。②通过两种控制器对强流离子束的研究，得到失匹配因子对束流品质的影响程度与控制器的选择并没有太大的关系。 这些结论对于加速器应用在获取微观物质结构信息、提高核能利用率等方面提供了有意义的参考。