Информационно-вычислительная система управления пространственно-временными и энергетическими характеристиками лазерных технологических комплексов

• Автор: Березкин, Дмитрий Валерьевич
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1995
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 257 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

Глава 1. Твердотельный технологический лазер как

объект управления

1.1. Предмет исследования

1.2. Элементы ЛТК как объекты управления

1.3. Математическая постановка задачи разработки

СУ ЛТК

1.3.1. Принципы построения оптимальной адаптивной СУ

1.3.2. Идентификационный метод синтеза АС

1.3.3. Формальное описание АС
1.4. Исследование влияния параметров отдельных подсистем ЛТК на качество лазерной обработки
1.5. Цели и задачи работы
1.6. Выводы по главе 1
Глава 2. Формализация технологических процессов
2.1. Особенности моделирования теплофизических процессов при ГЛР алюминия и его сплавов
2.2. Физическая модель процесса ГЛР
2. 3. Математическая модель процесса ГЛР
2.4. Разработка алгоритма взаимодействия лазерного
луча с веществом с учетом переотражений
2.5. Выводы по главе
Глава 3. Архитектура и алгоритмы информационновычислительной системы управления пространствен новременными и энергетическими характеристиками ЛТК
3.1. Разработка и имитационное моделирование алгоритмов управления
3.1.1. Разработка алгоритма взаимодействия ЛИ с поверхностью материала
3.1.2. Исследование влияния различных'факторов на коэффициент отражения ЛИ для металлов
3.1.3. Имитационное моделирование алгоритма взаимо-

действия ЛИ с поверхностью материала
3.1.4. Использование разработанных алгоритмов для управления тепловым источником на поверхности материала
3.2. Архитектура информационно-вычислительной системы
3.3. Разработка интерфейса оператора информационновычислительной системы
3.4. Выводы по главе
Глава 4. Микропроцессорная подсистема точного динами ческого измерения распределения интенсивности ЛИ
4.1. Выбор метода измерения
4.2. Характеристики сигналов и виды помех в
системе измерения
4.3. Первичная обработка видеосигналов "в системе
измерения
4.4. Разработка алгоритма восстановления
распределения интенсивности
4.5. Синтез системы измерения
4.б. Анализ результатов испытаний макет системы
измерений
4.7. Использование разработанной методики для
контроля параметров излучения твердотельных технологических лазеров
4.8. Использование системы измерения для решения
задачи наведения на стык при лазерной сварке
4. 9. Выводы по главе 4
ГЛАВА 5. Специализированная вычислительная подсистема
управления мощностью твердотельного лазера
5.1. Предмет исследования
5.2. Математическое описание отдельных элементов подсистемы управления
5.2.1. Математическая модель квантрона многоэлементного лазера
5.2.2. Математическая постановка задачи управления

средней мощностью ЛИ
5.2.3. Математическая модель силовой
части ИП лазера
5.3. Разработка алгоритмов управления
5.3.1. Разработка и исследование алгоритма управления распределением энергии накачки ОКГ
5.3.2. Имитационное моделирование алгоритма управления средней мощностью ЛИ
5.3.3. Моделирование алгоритмов управления силовой частью ИП лазера
5.4. Разработка структуры подсистемы управления мощностью
5.5. Разработка аппаратных средств подсистемы управления мощностью
5. 6. Выводы по главе 5
Основные выводы и результаты работы
Литература

дачу проектирования СУ ЛТК и свести ее к задаче синтеза системы оптимального адаптивного управления в виде трехуровневой системы, показанной на рис. 1.7 с подсистемами:
- оптимального управления объектом реального времени;
- идентификации отображения вход-выход объекта;
- идентификации сигналов объекта.
Таким образом, система большой размерности с помощью метода декомпозиции представлена сложной сетью прямых и обратных связей более простых подсистем, поддающихся строгой формализации.
Каждая подсистема включает, в свою очередь, следующие основные элементы:
- формирователи качества подсистемы;
- оптимизируемый объект реального времени (или его математическую модель);
- оптимизатор объекта.
Эти элементы замкнуты по собственному показателю качества внутри каждой подсистемы, работающей по алгоритму АС с ОС. Между собой подсистемы объединены прямыми (снизу-вверх) и обратными (сверху-вниз) связями.
На приведенной структуре (рис. 1.7) показаны:
Подсистема идентификации сигналов, содержащая следующие элементы:
- формирователь показателя качества идентификации

(фильтрации) вектора х состояний объекта;
- фильтр (преобразователь), преобразующий сигнал
выхода первичного преобразователя хпп в оценку х;
Орф ~ оптимизатор по критерию Фф структуры фильтра 1ф -»
и вектора £ф - параметров фильтра;
пп.Рпп ~ информация о структуре и параметрах первичных преобразователей (датчиков), измеряющих физические переменные состояний объекта I ;