百焦耳激光裝置集中控制系統(tǒng)的研制.pdf

1、百焦耳激光裝置為光學(xué)元件的紫外損傷機(jī)理研究提供實(shí)驗(yàn)平臺(tái),以提高用于慣性約束核聚變技術(shù)的激光驅(qū)動(dòng)器的負(fù)載能力、安全性和可靠性。該裝置的集中控制系統(tǒng)用于實(shí)現(xiàn)全裝置的自動(dòng)化運(yùn)行,包括控制節(jié)點(diǎn)的集中控制、狀態(tài)監(jiān)測(cè)以及輸出激光參數(shù)的自動(dòng)化采集與測(cè)量。
　　根據(jù)控制需求和裝置特點(diǎn),將此集中控制系統(tǒng)分解為五大子系統(tǒng),包括參數(shù)控制系統(tǒng)、狀態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、安全聯(lián)鎖系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)以及存儲(chǔ)系統(tǒng)。參數(shù)控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝置參數(shù)的設(shè)置,包括:充電電壓、倍頻晶體位

2、姿、輸出模式、輸出波片角度等等。狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)裝置運(yùn)行狀態(tài)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),包括:水循環(huán)系統(tǒng)接口濕度、倍頻晶體溫濕度、充放電機(jī)運(yùn)行狀態(tài)、步進(jìn)電機(jī)位姿以及設(shè)備通訊狀態(tài)等等。安全聯(lián)鎖系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)裝置異常狀態(tài)的警示和處理,包括異常狀態(tài)預(yù)警和應(yīng)急操作。數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)負(fù)責(zé)裝置輸出參數(shù)的采集記錄,主要包括輸出激光波形、能量和光斑的采集和數(shù)據(jù)處理。存儲(chǔ)系統(tǒng)負(fù)責(zé)裝置運(yùn)行狀態(tài)、用戶操作信息、輸出參數(shù)等信息的存儲(chǔ)。
　　集中控制系統(tǒng)的硬件拓?fù)浞桨高x用一級(jí)控制

3、策略。根據(jù)控制節(jié)點(diǎn)的設(shè)備特點(diǎn),通信協(xié)議分別采用了TCP/IP協(xié)議和RS232協(xié)議。軟件設(shè)計(jì)采用面向?qū)ο笫?OPP)的程序設(shè)計(jì)思想,將各控制對(duì)象的特點(diǎn)抽象為相應(yīng)的類,控制對(duì)像的參數(shù)用類的成員變量表征,相關(guān)控制功能以該類的成員函數(shù)形式實(shí)現(xiàn)。采用此設(shè)計(jì)便于系統(tǒng)的功能擴(kuò)展與二次開發(fā)。
　　在各分系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,本論文完成了集中控制系統(tǒng)整體集成設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),并進(jìn)行了該系統(tǒng)的聯(lián)調(diào)測(cè)試。測(cè)試結(jié)果表明,此集中控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)放大器充電電壓的精確控