ГРАНИЧНОЕ УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССОМ ВЫТЯЖКИ КВАРЦЕВЫХ ОПТИЧЕСКИХ ВОЛОКОН

Автор: Ирина Викторовна Гордеева

Соавторы: В.П. ПЕРВАДЧУК, Д.Б. ВЛАДИМИРОВА

Организация: ПЕРМСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Производство кварцевых оптических волокон – сложное высокотехнологичное дорогостоящее производство, поэтому задача об оптимальном стабилизирующем управлении этим процессом является актуальной в течении уже нескольких десятилетий.

Численная реализация решения системы оптимальности для задачи оптимального управления процессом вытяжки кварцевых оптических волокон [1] проводилась с использованием метода конечных элементов в пакете мультифизического моделирования Comsol Multiphysics. Процесс решения данной системы можно разделить на нескольких этапов:

- поиск стационарного решения (функций ,  и );

- нахождение функций , , , , , , , , , , , зависящих от  стационарных состояний;

- непосредственное решение системы оптимальности, а также отыскание функции оптимального управления;

- анализ полученных результатов.

            Значения параметров, входящих в систему, описывающую процесс вытяжки оптических волокон, а также в систему оптимальности, представлены в [2]. Для решения системы оптимальности возмущение радиуса волокна от его стационарного состояния задавалось в виде, представленном на рис. 1. Максимальное отклонение радиуса волокна составило 2%. На рис. 2 представлена полученная функция управления . Ее максимальное значение +7%, что соответствует реальным возможностям производства. Для анализа эффективности управления были найдены функции отклонения радиуса готового волокна для двух разных режимов вытяжки (в точке ): без управления – сплошная линия 1 и с управлением – пунктирная линия 2 (рис. 3). Отметим, что процесс имеет тенденцию к стабилизации уже со 2 секунды, а концу 6 секунды – стабилизируется полностью, т.е. отклонение функции радиуса готового волокна равно нулю.