Автоматизация проектирования систем юстировки многокаскадных лазерных установок средствами имитационного моделирования

• Автор: Кутуков, Виктор Александрович
• Шифр специальности: 05.13.12, 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 208 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ .

1. АНАЛИЗ ЗАДАЧ ПРОЕКТИРОВАНИЯ САЮ И МЕТОДЫ ИХ

РЕШЕНИЯ .4.,

1.1. МПУ как объект автоматизации

1.2. Принципы построения САЮ .,

1.3. Задачи проектирования САЮ гЛ.

1.4. Методы решения задач проектирования САЮ Л,

1.5. Языки программирования ИГЛ комбинированных ,,

систем 7,
выводы .

2. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ АНАЛИЗА И ия

ВЫБОРА СОВОКУПНОСТИ УПРАВЛЯЮЩИХ ПЕРЕМЕННЫХ .
2.1. Основные предположения и обозначения . V.
2.2. Теоремы о необходимых и достаточных условиях управляемости статических систем.4
2.3. Методы анализа совокупности управлящих переменных .
2.4. Формализация задачи выбора совокупности сс
управлящих переменных и способы ее решения
2.5. Метод решения непрерывной задачи нелинейного программирования V.
2.6. Численная реализация метода выбора совокупности управляющих переменных 6
ВЫВОДЫ .V.
РАЗРАБОТКА МАТЕМАТИЧЕСКОГО, ЛИНГВИСТИЧЕСКОГО И ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИИ СИСТЕМЫ ИМИТАЦИОННОГО
МОДЕЛИРОВАНИЯ . .
3.1. Постановка задачи .
3.2. Формализация класса моделируемых систем и
методы имитации еЛ
3.3. Алгоритмы имитации А
Стр.
3.4. Метод решения систем нелинейных неравенств по результатам имитационных экспериментов

3.5. Язык описания моделируемых систем .I1.2.
3.6. Программное обеспечение системы имитационного моделирования
ВЫВОДЫ ..
4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ РАЗРАБОТАННЫХ .
МЕТОДОВ И СИСТЕМЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Р.
4.1. Постановка задачи Н.
4.2. Модели оптикомеханических элементов и
элементов САЮ .Р
4.3. Методика решения задач проектирования САЮ каскадов предварительного усиления и деления
пучка г А
4.4. Результаты решения задач проектирования
САЮ каскадов предварительного усиления и .
деления пучка .А6
ВЫВОДЫ РА.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ АА
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Оптическая система съюстирована, если пучок проходит через все оптические элементы в соответствии с оптической схемой МЛУ с требуемой точностью. Положения оптических элементов в пространстве, при которых оптическая система оказывается съюстирован-ной, называются съюстированными. Процедура установления съюсти-рованных положений оптических элементов называется юстировкой оптической системы МЛУ или просто юстировкой МЛУ. Формализуем описание оптической системы МЛУ и задачу юстировки. В процессе юстировки дестабилизирующие воздействия влияю-ют на оптическую систему, однако, как следует из опыта эксплуатации МЛУ //, по сравнению с управляющими воздействиями ими можно пренебречь. В течение рабочего импульса на оптическую систему действуют только дестабилизирующие факторы, управляющие переменные при этом не меняются. Поскольку, во-первых, изменение положения пучка в оптической системе при изменении значений управляющих переменных является процессом безинерционннм и, во-вторых, юстировка проводится уже после того, как оптические элементы займут новое положение под действием дестабилизирующих факторов, т. У (і. С У! Ь - евклидовские пространства соответствующих размерностей. Применительно к оптической системе МЯУ у характеризует положение пучка в оптической системе, и - значения управляющих переменных, входящих в состав оптической системы оптико-механических элементов, ТҐ определяется диапазонами допустимых пространственных перемещений оптических элементов, обеспечиваемых оправами, в характеризует дестабилизирующие воздействия на оптическую систему, в определяется возможными значениями дестабилизирующих воздействий. Для некоторого ее. Ие1Г такой, что пара (и,о)еН , где И - определенное в множестве 1Гх& подмножество, для которого выполняется условие: пара (и,е)еН тогда и только тогда, когда режим работы объекта, представляемого системой (1. Для МУ множество Н определяется из условий съюстированности оптической системы. САЮ должна удовлетворять следующим основным требованиям /, , , , 8 /. Обладать максимальным быстродействием. Необходимо стремиться к тому, чтобы время затрачиваемое на юстировку МЯУ не превышало длительность паузы между импульсами: - мин. Обеспечивать юстировку МЯУ с требуемой точностью. Оценки необходимой точности юстировки различных фрагментов оптической системы МЯУ, предназначенной для исследований в области управляемого термоядерного синтеза, приведены в табл. Обладать в достаточной степени приспосаблеваемостыо к изменениям в оптической системе МЯУ. Это требование обусловлено тем, что в настоящее время работы на МНУ носят исследовательский характер и изменения в оптической системе неизбежны. Юстировка МЯУ должна выполняться в паузах между импульсами. Для проведения юстировки на всех МЯУ предполагается использовать непрерывные амплитудно-модулированные или импульсные лазеры с большой частотой повторения импульсов, которые, просвечивая оптическую систему МЯУ, имитируют рабочий импульс /, 8/. Таблица 1. Сформулированным требованиям удовлетворяет распределенная САЮ, построенная по иерархическому принципу. Наиболее широко распространена двухуровневая схема построения САЮ /, , , 8/, показанная на рис. I.I. Каждый БЛУ монет быть связан с одним или несколькими датчиками и приводами. БЛУ предусматривает, как правило, несколько режимов управления приводами /, 8, 2/: дистанционное управление с автономного пульта; программное управление при разомкнутой цепи обратной связи; работа в замкнутом контуре управления. В последнем случае ЕЯУ обеспечивает возможность организации нескольких замкнутых контуров управления. Яри этом одни и те же приводы и датчики могут использоваться в различных контурах. Выбор режимов работы и соответствующая коммутация осуществляется БЛУ по командам, поступающим от верхнего уровня системы юстировки или с автономного пульта. Датчики положения пучка выполняют в замкнутом контуре управления две функции: задают эталонное положение пучка в оптической системе, служат для выявления отклонений реального положения пучка от эталонного и выдачи соответствующего сигнала о его величине и направлении (сигнал ошибки).