А.В. БАХАРЕВ Научный руководитель – М.В. ОСИПОВ

А.В. БАХАРЕВ
Научный руководитель – М.В. ОСИПОВ1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет),
1Физический институт имени П.Н.Лебедева Российской академии наук, Москва
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОДУЛЬНОГО ПРИНЦИПА
ПРИ ПОСТРОЕНИИ АСУ ЛАЗЕРНОЙ УСТАНОВКИ
Рассматривается система управления лазерным усилителем на Nd-стекле,
разработанная
и
смонтированная
с
использованием
промышленных
микропроцессорных модулей.
В отделении КРФ ФИАН проводятся эксперименты по
взаимодействию излучения с веществом с использованием импульсного
лазера на Nd-стекле с ламповой накачкой “Канал-2” [1]. Лазер работает по
принципу последовательного усиления импульса с энергией излучения на
выходе более 100 Дж, при длительности импульса tи=2.5 нс.
Усилительный каскад выполнен на базе усилительных модулей типа ГОС1001. Система управления позволяет автоматически производить заряд
емкостных накопителей и подавать импульс зажигания, который
инициирует прохождение тока через лампы накачки. При заряде
накопительных конденсаторов осуществляется контроль и поддержание
заданного уровня напряжения.
Автоматизированная система состоит из двух уровней: силовая часть и
устройство управления. Силовая часть включает в себя три основных
блока: схему заряда накопителя, схему накопителя энергии и
формирования разрядного импульса [2], лампы накачки. Для заряда
накопительных конденсаторов применяется схема с емкостным
ограничителем и удвоением напряжения. Схема формирования
обеспечивает получение разрядных импульсов тока (рис. 1), протекающих
через лампы накачки, определенной амплитуды и формы. В состав
устройства управления входят: программируемое реле времени ЭРКОН224 [3], позиционный регулятор-измеритель МЕТАКОН-532-Р [3],
устройство быстрого разряда накопителя и пульт управления.
Автоматическое управление зарядом накопителей и поджигом ламп,
контроль
времени
заряда
осуществляются
при
помощи
микропроцессорного программируемого реле времени ЭРКОН-224. Реле
времени имеет два канала, каждый из которых может функционировать в
соответствии с одной из одиннадцати временных диаграмм, выбираемых
пользователем.
I, A
4000
3500
3000
2500
2000
1500
1000
500
t, c
0
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3
-3
x 10
Рис. 1. Импульс тока в разрядном контуре
В контур системы управления входит схема обратной связи,
построенная на базе регулятора МЕТАКОН. Двухпозиционный регулятор
осуществляет преобразование напряжения, измеряемого на накопителе, в
сигналы управления зарядом. Регулятор выполняет функции компаратора,
который отключает схему заряда от сети при достижении уставки.
Модульный принцип построения схемы позволяет не только
достаточно просто наращивать систему, но и оперативно производить
ремонтные работы простой заменой неисправного элемента. Кроме того,
предлагаемая схема управления базируется не на уникальных элементах, а
на элементах разработанных и производимых в достаточно массовых
количествах для решения широкого круга научно – технических задач.
На испытательном стенде система показала себя работоспособной в
течение длительного времени и в дальнейшем может применяться при
построении лазерных установок.
Работа выполнена при частичной поддержке Российского фонда
фундаментальных исследований, грант № 07-02-01407.
Список литературы
1. Fedotov S.I., Feoktistov L.P., Osipov M.V., Starodub A.N. Lasers for ICF with a Controllable
Function of Mutual Coherence of Radiation //Journal of Russian Laser Research. 2004. vol. 25, 1;
Препринт ФИАН №35, М., 2002.
2. Кавун А.А., Круглов Б.В., Осетров В.П. Разрядный контур с внутренним синхронным
поджигом: Препринт №319 / ФИАН. М., 1985. С. 1 – 9.
3. www.contravt.ru, руководства по эксплуатации для реле ЭРКОН, регулятора МЕТАКОН.
4. Бахарев А.В., Круглов Б.В., Мацвейко А.А., Осипов М.В., Склизков Г.В., Стародуб А.Н.
Автоматизированная система управления лазерным усилителем на Nd-стекле: Препринт
№13 / ФИАН. М., 2008.