WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 ||

2. Кистанов А.М., ОрловС.П. Наглядный комбинаторныйанализ информационных транзакционныхсистем. –Самара, СНЦ РАН, 2008. – 206 с.

3. Кистанов А.М. Отношения наглядности вматематической структуре системы.Компьютерные технологии в науке, практикеи образовании // Труды Всероссийскоймежвузовской научно–практической конференции. – Самара, 16 ноября 2005г. – С.25-27.

4. Арнольд В.И. Экспериментальное наблюдениематематических фактов. – М.: МЦНМО, 2006. – 120 с.

5. Арнольд В.И. Экспериментальная математика.– М.: Фасиз, 2005.– 63 с.

6. ПрангишвилиИ.В. Системный подход иобщесистемные закономерности. Сер. Системыи проблемы управления. – М.: СИНТЕГ, 2000.– 528 с.

7. Эндрюс Дж. Теория разбиений. – М.: Наука, 1982. – 255 с.

8. Кистанов А.М., ХрамцевА.С. Система компьютернойалгебры для функции разбиениянатурального числа // Труды V Всероссийскоймежвузовской научно-практическойконференции. –Самара, 16 ноября 2006 г. – С. 19-22.

9. Мартыненко Б.К. Языки и трансляции: Учеб. пособие.– СПб.: Изд-воС.-Петербургского университета, 2002. – 229 с.

Статья поступила вредакцию 20 января 2010 г.

UDC 519.1

USING SYSTEM OF VISUAL COMPUTER ALGEBRA FORANALYSIS

OF THE PROPERTIES OF MATHEMATICALOBJECTS

A.S. Khramtsev

16

Commercial bank «Solidarnost»

90, Kuybysheva st., Samara,443099

Article deals with the use of latticemodels of systems for analyzing the properties of mathematical objects. Asoftware package that allows to analyze the properties of mathematical objects:partitions of natural numbers ordered alphabets and the Fibonacci sequence. Inpractice, the proposed software system can be used for the analysis ofinformation and control systems for various applications.

Key words:mathematical object, algebraic model, system, set of partitions, partitions ofinteger, restricted alphabet, integer sequences, extended Fibonaccisequence.

УДК681.5

СТРУКТУРНЫЙ СИНТЕЗСИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССОМ

ВЫТЯЖКИ ГРАДИЕНТНЫХОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Д.Б. Чостковский

17

Муниципальноеобразовательное учреждение «Самарскиймедико-технический лицей»

443100, Самара, ул. Полевая,74

Башня вытяжкиоптического волокна рассмотрена какобъект управления. Выявлены управляющие ивозмущающие воздействия. Предложенасистема управления башней вытяжки, котораяобеспечивает необходимую эффективностьуправления как в стационарном режимевытяжки, так и в переходных режимах.

Ключевые слова: оптическое волокно,башня вытяжки, натяжение вытяжки, диаметрволокна, автоматическое управление.

Современныеволоконно-оптические линии связи обладаютмаксимальной полосой пропускания, котораялинейно зависит от длины кабеля иизмеряется в удельных единицах, обычно вМГц/км (мегагерц на километр). Так,оптоволоконный кабель с характеристикой 100МГц/км при длине 100 метров будет иметьполосу пропускания 1 ГГц.

Основойоптоволоконного кабеля являетсядиэлектрический волновод, так называемоеоптическое волокно (ОВ). Во многихоптоволоконных системах, например влокальных сетях, используютсямногомодовые градиентные ОВ.

Градиентные волокнавытягиваются из цилиндрической заготовки(преформы), которая за счёт сложноголегирования имеет плавное уменьшениепоказателя преломления от центра к внешнейповерхности по параболическомузакону.

Такой профильпоказателя преломления получает ивытягиваемое ОВ, что определяетминимальную величину затуханияпередаваемого светового луча, например, 0,22дБ/км.

Существенное влияниена оптические характеристики ОВ оказываетпроцесс вытяжки волокна из преформы,осуществляемый на установке, которуюобычно называют башней вытяжки.

На рис. 1 показанафункциональная схема башни вытяжки фирмыHeathway, оснащённой средствами контроля иуправления.

Преформа зажимается впатроне узла подачи 1, который подаёт её в графитовуювысокотемпературную печь 7; температура печиизмеряется пирометром 8 и с помощьюуправляемого источника питания 2 может изменяться до2200 °С.

Газовые инжекторыбесконтактного датчика натяжения 3 обеспечиваютзнакопеременный поток инертного газа(азота), обусловливающего поперечныеперемещения ОВ, размах которых Н(t) ипозволяет выполнять косвенную оценкунатяжения вытяжки в соответствии салгоритмом [1]:

,(1)

Рис.1. Функциональнаясхема АСУ ТП вытяжки волокна:

1 – узел подачи ипозиционирования заготовки; 2 – генератор токанагревательного элемента;

3 – узел питаниягазовых инжекторов датчика натяжения; 4– узел питанияи позиционирования фильеры первичногопокрытия; 5 –узел питания и позиционирования фильерывторичного покрытия; 6 – электроприводтягового устройства; 7 –высокотемпературная печь; 8 – оптическийпирометр; 9 –лазерный измеритель диаметра и осевогоположения волокна; 10 – охлаждающая камера; 11 – лаковая фильерапервичного покрытия; 12 – ультрафиолетоваяпечь первичного покрытия; 13 – лазерныйизмеритель диаметра; 14 – измерительэксцентричности покрытия; 15 – лаковая фильеравторичного покрытия; 16 – ультрафиолетоваяпечь вторичного покрытия; 17 – измерительнатяжения; 18 –тяговое устройство; 19 – приёмноеустройство

где с – константа,определяемая сечением сопла инжекторов ивеличиной газового потока Q (5 л/мин); d(t)– текущийдиаметр вытягиваемого ОВ, измеряемыйлазерным датчиком диаметра и поперечногоположения ОВ; Н(t) – размах поперечных перемещений ОВ засчёт знакопеременного газового потока,измеряемый тем же датчиком.

Для обеспеченияпрочности ОВ в условиях изгиба онопокрывается акриловым лаком, проходялаковые фильеры первичного 11 и вторичногопокрытия 15.

Нанесённый слойпокрытия подвергается обработкеультрафиолетовым облучением внизкотемпературных печах 12 и 16.

Диаметр иэксцентричность лакового покрытияизмеряется соответствующими датчиками13 и 14.

Скорость вытяжки ОВзадаётся скоростью вращения тянущегоколеса тягового устройства 16, после которого ОВпоступает на катушку приёмного устройства19.

Башня имеет 3 режимаработы: заправка, разгон, вытяжка.

При заправке преформыпроизводится её закрепление в патроне узлаподачи 1. Нижнийконец преформы вводится в разогретую до2100 °С графитовую высокотемпературную печь(ВТП); после появления на конце преформыкапли расплава она протягивается вниз иотрезается. Далее волокно протягиваетсячерез все устройства башни, включаяфильеры первичного покрытия 11 и вторичногопокрытия 15акриловым лаком.

Устанавливаетсяначальный режим работы с небольшиминачальными значениями скорости разгонапреформы Vп искорости вытяжки Vтн (обычно 10 м/мин).

Далее следует режимразгона башни.

По стандартнойтехнологии ведущих фирм оператор башниступенчато увеличивает скорость подачипреформы Vп и,наблюдая за индикатором датчика диаметра,вручную увеличивает скорость вытяжкиVт, добиваясьподдержания текущего диаметра на уровне125m.

Такая процедураприводит к длительному времени разгона иуменьшению «выхода годного» вплоть до70%.

Рис. 2. Диаграмма режимаразгона вытяжки:

1 – диаметр волокна;2 – скоростьвытяжки

На рис. 2 показаныдиаграммы изменения скорости вытяжки идиаметра ОВ, зарегистрированные в штатномрежиме разгона башни Heathway. Эти диаграммыпозволили рассчитать временнуюзависимость поступления расплава излуковицы в вытягиваемое оптическоеволокно Q(t):

.(2)

Данная зависимость,показанная на рис. 3, может рассматриватьсякак кривая разгона зоны перетяжки,рассматриваемой, в свою очередь, как объектуправления, входным воздействием которогоявляется изменение скорости подачипреформы Vп, а выходнымвоздействием –величина потока расплава Q(t).

Рис. 3. Кривая разгоназоны перетяжки

Предлагаетсяпринципиальное изменение управления башнив режиме разгона путём перехода от ручногоуправления к автоматическому, с введениемв систему управления, показанную на рис. 4,блока Модель,формирующего задающее воздействие приводатяги, подаваемого через коммутатор К.Временная зависимость данного воздействияследует из выражения (2) как функция Vт(t),которая при переменном потоке расплаваQ(t) обеспечиваетравенство диаметра волокна его заданномуноминальному значению d0.

Кроме статическойзависимости (2), отражающей связь желаемойфункции
Vт (t) c Q(t), алгоритм функционирования блокаМодель долженучитывать и динамический характерзависимости Q(t) отвеличины задающего воздействия скоростиподачи преформы Vп0, которое формируется операторомбашни.

Эта динамическаязависимость описана в форме передаточнойфункции, построенной по кривой разгона(рис. 3).

Учитывая дискретныйхарактер автоматического управленияпроцессом вытяжки с интерваломквантования по времени Т0,адекватной следует считать туматематическую модель формирования потокаQ(t), в соответствии скоторой объёмы расплава, поступающего иззоны перетяжки в вытягиваемое волокно втечение каждого интервала времени Т0,должны соответствовать этим же объёмам,определяемым как площади под кривой Q(t) на каждом такте Т0.

Рис. 4. Функциональнаясхема САУ диаметра волокна

Отсюда следует, чтонаилучшим методом построения динамическоймодели является метод М.П. Симою [2].

Данным методомвыполнена оценка параметровдифференциального уравнения, которомусоответствует передаточная функция

,(3)

где Sn– коэффициентпередачи в статике, равный площадипоперечного сечения вытягиваемойпреформы.

С учетом того, что блокМодельреализуется как некоторый цифровойалгоритм, по кривой разгона методомнаименьших квадратов построенанормированная дискретная модель:

.(4)

При введении в составсистемы автоматического управления блокаМодель еговыходное воздействие подается на входкоммутатора К с начала разгона додостижения величиной скорости вытяжкизаданного номинального значения.

Данная структурасистемы управления обеспечивает нужнуюэффективность управления как встационарном режиме вытяжки, так и впереходных режимах, когда без остановкибашни меняется скорость подачи преформы.Эксплуатация системы способствуетувеличению «выхода годного» до 90%.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК

1. Патент РФ №2154812, МПК G01 L 5/10. Устройство измерения натяжениявытяжки оптического волокна /Б.К. Чостковский, Д.Б. Чостковский,Г. Штайнике, М. Виттманн. – БИ №23, 2000.

2. Стефани Е.П. Основырасчета настройки регуляторовтеплоэнергетических процессов. – М.: Энергия, 1972.– 376 с.

Статья поступила вредакцию26 февраля 2010 г.

UDC 681.5

STRUCTURAL SYNTHESIS OF THE CONTROL SYSTEMOF PROCESS

OF GRADIENT OPTICAL FIBRESDRAWING

D.B. Chostkovskiy

18

Municipal educational institution SamaraMedical-Technical Lyceum

74, Polevaya st., Samara,443100

The drawing tower of an optical fibre isconsidered as object of control. Operating and revolting influences arerevealed. The control system of a drawing tower which provides necessarycontrol efficiency for stationary and transitive extract modes areoffered.

Key words:optical fibre, drawing tower, drawing tension, fibre diameter, automaticcontrol.

`


Абросимов АльбертАлександрович – к.т.н., доцент.

Albert A. Abrosimov – Candidate of Technical Sciences, Associate professor.

Брянцев Сергей Георгиевич – заведующий учебнойлабораторией Центра содействия укреплениюздоровья СамГТУ.

 Холодный БорисПетрович –руководитель Центра содействия укреплениюздоровья СамГТУ, доцент кафедрыфизического воспитания и спорта.

Sergey G. Bryantsev – director laboratoryaCSUZ.

 Boris P. Kholodny – director CSUZ.

Галицков Станистав Яковлевич– д. т. н.,профессор.

Ионов Андрей Андреевич–ассистент.

Stanislav Y. Galitskov – Doctor of Technical Sciences, Professor.

Andrey A. Ionov – Assistant.

Михеева Татьяна Ивановна – д.т.н., профессор.

Сапрыкин ОлегНиколаевич –аспирант.

Сапрыкина ОльгаВалерьевна –инженер-программист.

Tatiana I. Mikheeva – Doctor of Technical Sciences,Professor.

 Oleg.N. Saprykin – Postgraduate student.

 Olga.V.Saprykina – Engineer.

НаумовАнатолий Александрович – к. т. н.,доцент.

Рат Василий Викторович–аспирант.

Аnatoliy А. Naumov – Candidate of Technical Sciences,Associate professor.

Vasiliy V. Rat – Postgraduate student.

Палюх Б.Б – д.т.н., профессор,ректор ТГТУ.

Бурдо Г.Б - к.т.н.,профессор кафедры «Технология иавтоматизация машиностроения».

Palyukh B.V., Doctor of TechnicalSciences, Professor.

Burdo G.B., Candidate of TechnicalSciences, Professor of Department “Technology and Automation of MechanicalEngineering” Rector of Tver State Technical University.

Саркисов ВигенГеннадьевич –к. т. н., доцент.

Vigen G.Sarkisov – Candidate of Technical Sciences,Associate professor.

ХрамцевАлексей Сергеевич – аспирант.

Aleksey S. Khramtsev - Postgraduatestudent.

Чостковский Дмитрий Борисович–заместитель директора поинформатизации.

DmitriyB. Chostkovskiy –Director Proxy IT.

Pages:     | 1 |   ...   | 10 | 11 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»