[发明专利]光纤拉丝塔中的系统设计方法

说明书

本发明公开了一种光纤拉丝塔中的系统设计方法，涉及光纤拉丝塔系统控制领域，该方法包括以下步骤：根据光纤拉丝塔中的系统的工作条件，建立所述系统中指定部件的微分方程，得到所述系统的时域表达式。对所述微分方程进行拉氏变换，得到所述系统的S域表达式。根据所述S域表达式确定所述系统的传递函数。根据所述传递函数确定所述系统的状态方程。结合所述状态方程，利用李雅普诺夫第二法判断系统的稳定性。本发明中的光纤拉丝塔中的系统设计方法控制精准、系统稳定且能提高生产效率。

技术领域

本发明涉及光纤拉丝塔系统控制领域，具体涉及一种光纤拉丝塔中的系统设计方法。

背景技术

光纤拉丝塔是光纤制备过程式中的关键设备。光纤拉丝塔通常包括拉丝炉、光纤筛选机，光纤拉丝塔是塔状结构，上端有拉丝炉加热预制棒，预制棒被加热到极高的温度后逐渐软化滴落，经由主牵引器上的主牵引轮，通过末端的光纤收线机把滴落冷却的光纤收集到收线筒上。

拉丝炉是光纤拉丝塔的重要组成部分。它由拉丝炉电控柜，高温计(温度传感器)和传导大电流的铜电缆组成。光纤预制棒经过拉丝炉加热成熔融态，随着温度地不断升高，熔融态的预制棒会逐渐滴落。在收线系统的拉力作用下冷却形成光纤。拉丝炉控制系统的好坏直接影响到光纤的质量，是整个光纤拉丝塔的十分重要的一环。拉丝炉系统的稳定性对做出合格光纤影响非常大。拉丝炉的温度如果不能控制地绝对稳定，做出来的光纤就会出现不稳定的参数，这种不合格光纤在使用上会存在潜在地问题。之前的拉丝炉采用功率控制，只能依赖于操作员的经验来判断温度，无法对温度进行精准控制。如果系统不能保持稳定，拉丝炉的温度就会振荡发散，导致无法做出合格光纤。

光纤筛选机是光纤制备过程式中的关键设备。光纤筛选机把拉丝塔拉出来的光纤从大盘筛成小盘，在筛地过程中通过设置一个合适地张力值，把光纤不满足张力需求的部分筛断。确保进入成缆环节的光纤的张力都满足工艺要求。筛选机排线系统是光纤筛选机中非常重要的一个环节,位于整个系统的末端。筛选机排线系统的目的是把从收线牵引轮传送过来的光纤有序地收在收线盘上。它由收线盘，旋转电机，平移电机及丝杠等机械连接件。平移电机通过一个旋转丝杠把转动变换成平动。旋转电机和平移电机要协同工作，使得收线盘每旋转一圈，平移电机带动收线盘正好移动一个光纤直径，这样光纤就能紧密地排列在收线盘上。当排线排到收线盘的端点后，程序使得平移电机的速度反向，继续开始下一个周期的排线。排线系统如果不能正常工作，会导致后期成缆工艺出现断纤等故障。

光纤收线机排线系统是光纤收线机中非常重要的一个环节,位于整个系统的末端。光纤收线机排线系统的目的是把从主牵引轮传送过来的光纤有序地收在收线筒上。它由收线筒，旋转电机，平移电机及丝杠等机械连接件。平移电机通过一个旋转丝杠把转动变换成平动。旋转电机和平移电机要协同工作，使得收线筒每旋转一圈，平移电机带动收线筒正好移动一个光纤直径，这样光纤就能紧密地排列在收线筒上。当排线排到收线筒的端点后，程序使得平移电机的速度反向，继续开始下一个周期的排线。光纤收线机排线系统如果不能正常工作，会导致后期筛选工艺出现断纤等故障。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种控制精准、系统稳定且能提高生产效率的光纤拉丝塔中的系统设计方法。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

一种光纤拉丝塔中的系统设计方法，该方法包括以下步骤：

根据光纤拉丝塔中的系统的工作条件，建立所述系统中指定部件的微分方程，得到所述系统的时域表达式；

对所述微分方程进行拉氏变换，得到所述系统的S域表达式；

根据所述S域表达式确定所述系统的传递函数；

根据所述传递函数确定所述系统的状态方程；以及

结合所述状态方程，利用李雅普诺夫第二法判断所述系统的稳定性。