Автоматизированное управление процессом вытяжки оптических стержней

• Автор: Алексеева, Любовь Борисовна
• Шифр специальности: 05.13.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 158 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение.

Глава 1. Постановка задач исследования.

1.1. Технологический процесс вытяжки оптических стержней

1.2. Установки вытяжки световодов

1.3. Процесс вытяжки как объект автоматизированного

управления.

1.4. Математические модели объекта управления.

1.5. Задачи, решаемые в диссертационной работе

Глава 2. Идентификация, свойств объекта управления в установившемся неуправляемом движении на основе

математических моделей

2.1. Уравнения движениястекломассы в зоне формирования
аналитическая модель объекта управления
2.2 Исследование устойчивости движения стекломассы
в зоне формирования.
2.3. Переход к установившемуся стационарномудвижению стекломассы.
2.4. Установившееся движение стекломассы
2.5. Возмущенное движение стекломассььв зоне формирования световода .
2.5.1. Уравнение неразрывности
2.5.2. Уравнение равновесия и физическое уравнение
2.5.3. Уравнение возмущений
2.6. Нормирование технологических параметров
2.6.1. Нормирование вязкости
2.6.2. Нормирование скорости
2.6.3. Нормирование усилия вытягивания
2.7. Оценка механических возмущений.
2.7.1. Периодические возмущения, вызванные конструктивными особенностями исполнительных устройств,.
2.7.2. Нормирование уровня вибраций исполнительных
устройств.
2.8. Основные результаты второй главы.
Глава 3. Идентификация свойств объекта управления в
установившемся режиме на основе регрессионных моделей.
Зг. 1. .Алгоритм построения регрессионной модели
3.2. Результаты обработки экспериментов
3.3. Нормирование управляющих факторов.
3.4. Основные результаты третьей главы.
Г лава 4. Управляемое движение стекломассы в зоне
формирования световода.
4.1. Управляющее устройство
4.2. Зона формирования световода объект управления
4.3. Система управляющее устройство УУ зона
формирования объект управления ОУ.
4.4. Устойчивость системы У У ОУ
4.5. Оценка качества управления
4.6. Основные результаты четвертой главы.
Глава 5. Выбор схем контроля и управления процессом вытяжки световодов
5.1. Управление по возмущению.
5.2. Управление по отклонению
5.3. Механизмы вытяжки.
5.4. Устройства, обеспечивающие стабильные условия
процесса вытяжки.
Основные результаты диссертационной работы.
Приложение 1
Приложения 2.
Приложение 3.
Пр иложение 4.
Литература


Отклик - А б/ отклонение диаметра вытягиваемого световода. Решаемая задача - определение функции отклика, оценка значимости влияния управляющих факторов и их взаимодействия. В четвертой главе рассматривается поведение объекта управления при управляемом движении стекломассы. При этом учитываются как свойства собственно объекта управления, так и управляющего устройства, к которому при управлении отнесены привод и механизм вытяжки. Анализ полученных результатов показал, что параметры управляющего устройства оказывают основное влияние на характер переходных режимов. Параметры зоны формирования оказывают существенное влияние на время переходного режима, которое является одним из прямых показателей качества управления. В пятой главе обосновывается выбор схем управления и соответствующих управляющих устройств. Выбор схем управления предъявляет противоречивые требования к исполнительным устройствам. Они должны обеспечивать стабильные условия процесса вытяжки и, в то же время, мгновенно реагировать на отклонения контролируемого параметра. Кроме того, как показали исследования, качество световода зависит от физического состояния стекломассы, из которой вытягивается световод. Представлена схема установки, учитывающая это требование. В приложениях приведены некоторые математические преобразования, позволяющие сделать основной текст более компактным. Глава 1. Удовлетворение запросов оптико-механического и электронно-оптического приборостроения на волоконно-оптические элементы является одной из задач оптической и стекольной промышленности. Для каждого типа. Во всех технологических процессах неизменно присутствует операция изготовления одножильных стержней (световодов): Это могут быть полые трубки, тонкие штабики с диаметром поперечного сечения 0,5. В дальнейшем будем использовать термин «световод» или одножильный световод (ОЖС). При их изготовлении применяется метод вытягивания из фильеры или метод перетягивания из заготовки, конец которой размягчен под действием температуры [] . Каждый способ вытягивания имеет свои недостатки и преимущества, которые определяют область его применения:. Традиционно вытягивание ОЖС, используемых в производстве микроканальных пластин и ВОЭ, осуществляется из заготовок. Однако этот способ имеет достаточно много недостатков. Например, высокая трудоемкость изготовления заготовок, низкая'производительность циклического процесса вытягивания. Фильер-ный метод вытягивания лишен этих недостатков. Однако в этом методе трудно обеспечить максимально возможную вязкость стекломассы. Это сказывается на стабильности геометрии поперечного сечения вытягиваемого световода. Типовая установка вытяжки (рис. ОЖС 4, датчика наружного диаметра 5, датчика толщины оболочки 6, механизма вытяжки 7, устройства резки ОЖС 8. Волоконные детали с высокой разрешающей- способностью можно получить только при использовании световодов с одинаковой геометрией. Отклонения отдельных элементов геометрии (формы поперечного сечения, размеров и-т. Степень отклонения геометрии световода по отдельным параметрам характеризует качество геометрии световодов. Параметры детали, определяющие возможность ее применении в конкретном приборе, предъявляют требования к геометрии единичных световодов, так как любая волоконная деталь комплектуется из множества световодов. Правильная укладка световодов в готовой детали, определяемая их геометрией, создает благоприятные условия для получения заданной микро-геометрии в готовой детали и, следовательно, сс рабочих характеристик. В промышленности при изготовлении подавляющего большинства волоконно-оптических деталей применяется сплошной контроль световодов с последующей, их селективной сборкой. Это значительно усложняет технологический процесс и увеличивает стоимость готовой детали. Необходимость точного изготовления исходных световодов особенно остро проявилась при изготовлении микроканальных систем, работающих на принципе канальных электронных у'множителей []. Число- каналов капилляров диаметром мкм в такой системе достигает порядка 7шт. Рис.