Процессов управления

Вначале исследования процессов взаимодействия ионов с твердым телом проводили в основном с целью изучения строения атомного ядра. Модель ядра была создана в 1911 г. Э. Резерфордом на основе анализа результатов рассеяния а-частиц (ионов Не2+) в твердом теле. В 1912 г. на основе аналогичных опытов И. Штарком был обнаружен эффект каналирования ускоренных ионов в твердых телах с упорядоченной структурой (кристаллах). Это открытие не привлекло к себе внимания, поскольку почти в это же время М. Лауэ был открыт эффект дифракции рентгеновских лучей в кристалле, сразу нашедший широкое практическое применение.

в результате коррозионных химических процессов взаимодействия теплоносителя с металлом корпуса.

Кроме указанных, в камере электронной печи происходит еще ряд сложных процессов взаимодействия электронов пучка с атомами остаточных и выделяющихся в процессе нагрева и плавки газов, а также с атомами металлических паров, существующих над поверхностью расплавленного металла. Ввиду невозможности провести здесь их подробное рассмотрение ограничимся тем, что приведем основные результаты обобщения литературных данных и наших исследований.

Ионно-плазменным распылением (ИПР) материалов называют процесс, в котором мишень из материала, который надо распылить, бомбардируется быстрыми частицами (обычно ионами газа), в результате чего с ее поверхности выбиваются атомы, осаждающиеся на расположенные вблизи твердые поверхности (подложки). Источником ионов может служить плазма тлеющего разряда, возникающая в среде инертного газа. Очевидно, что эффективность распыления должна зависеть от количества и энергии ионов, бомбардирующих поверхность мишени, а свойства осаждаемых (конденсируемых) пленок будут зависеть от сложного комплекса физико-химических процессов взаимодействия распыленных частиц с плазмой и поверхностью конденсации. Поэтому необходимо хотя бы кратко рассмотреть процессы создания такой плазмы и ее свойства.

на расположенную вблизи подложку. Источником ионов может служить плазма тлеющего разряда, возникающая в среде инертного газа или смеси газов. Очевидно, что эффективность распыления должна зависеть от количества и энергии ионов, бомбардирующих поверхность мишени, а свойства осаждаемых (конденсируемых) пленок зависят от сложного комплекса физико-химических процессов взаимодействия распыленных частиц с плазмой и поверхностью конденсации. Поэтому необходимо хотя бы кратко рассмотреть процессы создания такой плазмы и ее свойства.

Взаимодействие фотонного излучения с веществом, протекающее по типу фотоэлектрического эффекта, комптоновского рассеяния или образования пар, зависит от энергии фотонов. Характер этой зависимости для трех указанных процессов взаимодействия фотонов с мягкой тканью иллюстрируется на 14.8. Для других веществ коэффициент ослабления обычно имеет более высокие значения в обла-

В течение последнего десятилетия были проведены широкие исследования процессов взаимодействия ионизирующего излучения с тканями «человеческого тела. Природа и последствия этих процессов изучены в настоящее время гораздо лучше, чем более значительные воздействия, оказываемые на человеческий организм многочисленными химическими канцерогенами, присутствующими в биосфере. По-видимому, принятые в настоящее время нормы радиационной безопасности достаточно правильно отражают действительную роль ионизирующих излучений с точки зрения их вредности для здоровья людей. Деятельность МКРЗ, освещаемая в периодически публикуемых ею • обзорах, позволяет рассчитывать на то, что любые новые факты,

Информация о радиационном распухании материалов и закономерностях развития радиационной пористости поступает из следующих источников: исследование опытных образцов материалов, облученных в быстром реакторе; исследование оболочек экспериментальных стержневых твэлов; исследование элементов конструкции активной зоны быстрых реакторов; эксперименты по ионному и электронному облучению; математическое моделирование и теоретическое исследование процессов взаимодействия падающей частицы б атомами вещества и отжига образующихся при этом точечных дефектов.

При выборе эквивалента радиационного повреждения исходили из процессов взаимодействия падающей частицы с атомами вещества, не включающих процесс отжига возникающих при этом точечных дефектов, — в экспериментах по ионному и электронному облучению, как правило, имитируется доза, выраженная в числе смещений на атом. Из экспериментальных данных следует, что на развитие радиационного распухания существенно влияют структура первичных повреждений, наличие напряжений в облучаемом образце (под напряжением находятся оболочки твэлов, являющиеся основным объектом исследования реакторного повреждения, и распухающие слои в имитационных экспериментах) и зависимость от интенсивности облучения (т. е. от числа смещений / а • с) соотношения скорости создания точечных дефектов и скорости их исчезновения на стоках.

стики соответствующих систем в общем случае, можно определить направление процессов взаимодействия, характер образующихся фаз и возможность достижения равновесного состояния. Однако период времени, необходимый для достижения равновесия, можно определить только экспериментально. При этом следует иметь в виду, что он зависит от скорости протекания самой медленной стадии процесса взаимодействия, которой обычно является взаимная диффузия компонентов на границе оболочки с топливом и теплоносителем.

Таким образом, все типы микродефектов, образующиеся в процессе выращивания бездислокационных монокристаллов кремния, являются дефектами межузельного типа. На основании этих данных Э.Г. Шейхе-том предложена усовершенствованная модель, которая учитывает как процессы рекомбинации точечных дефектов, так и взаимодействие примесей с определенным типом избыточных точечных дефектов. При высоких скоростях роста образование микродефектов связано с процессами взаимодействия избыточных вакансий и межузельных атомов кислорода, при низких скоростях - с процессами взаимодействия избыточных собственных межузельных атомов кремния и атомов кислорода и углерода. Рост образовавшихся комплексов будет приводить к эмиссии собственных межузельных атомов кремния в матрицу и в результате становится возможным образование межузельных дислокационных петель - микродефектов Д-типа. Это значит, что в принципе можно получить высокосовершенные (бездефектные) монокристаллы кремния путем использования экстремально чистого исходного сырья и подавления процессов взаимодействия избыточных и точечных

Теоретической основой автоматизации производственных процессов является кибернетика — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации. Одним из новых научных направлений, вызванных к жизни научно-технической революцией, является техническая кибернетика — наука об управлении техническими объектами и системами. В последние годы успешно развивается кибернетизация энергосистем и производственных процессов, предусматривающая использование вычислительных машин и моделирующих устройств для комплексного решения всех вопросов, начиная от проектирования предприятия, например электростанции, до оптимизации ее эксплуатационных режимов и обеспечения бесперебойного и экономного энергоснабжения. Уже действуют самонастраивающиеся адаптивные системы автоматического управления (АСАУ), способные управлять объектами или сложными технологическими процессами, свойства которых могут изменяться неопределенным образом.

сятся большой КПД (до 90 %) и высокая надежность и долговечность; надежная автоматическая защита машины от поломок при динамических нагрузках и перегрузках; удобство дистанционного управления с пульта управления, установленного в кабине; простота и удобство изменения направления движения механизмов; возможность автоматизации процессов управления и регулирования скорости рабочего хода; уменьшение габаритных размеров и снижение массы машины с достижением более совершенных форм; улучшение условий труда вследствие уменьшения шума и вибрации, а также применения электрического обогрева и вентиляции.

Если говорить о сложных радиоэлектронных комплексах и системах, используемых для автоматизации технологических процессов, управления производством, управления и обеспечения функций автономных земных и космических объектов, то в их составе можно выделить: центральное устройство обработки и хранения информации и периферийные подсистемы связи с внешними объектами и внешней средой, подсистему датчиков внешней обстановки и внутреннего состояния и уст-

Книга предназначена в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, готовящих специалистов в области промышленного и научного приборостроения и автоматизации процессов управления. Одновременно с этим энциклопедически подобранный и систематизированный материал по средствам и методам построения электрических устройств Оля измерения разнообразных неэлектрических величин может оказаться полезным и для инженерно-технических и научных работников.

Перевод цифровой вычислительной техники на электронную, а затем и микроэлектронную базу открыл перспективы дальнейшей автоматизации процессов управления вплоть до создания автоматов, наделенных элементами интеллекта.

Данные аппараты предназначаются: • 1) для обслуживания основных процессов управления: пуска в ход электродвигателей, регулирования скорости вращения, изменения направления вращения, торможения, отключения;

Автоматизация производственного процесса сокращает вспомогательное время и позволяет увеличить число включений рабочего механизма в течение часа. До сих пор довольно часто применяется частичная автоматизация управления механизмами (полуавтоматическое управление), когда не только первоначальная команда, но и часть последующих процессов не автоматизируются. Применение как частичной, так и полной автоматизации процессов управления

Управляющие системы! развиваются «по вертикали», совершенствуя регулирование отдельных процессов,,и одновременно <:по горизонтали», улучшая связи между различными устройствами И регуляторами. Это приводит к появлению объединенных комплексных управляющих устройств, применяющих ЦВМ, используюш)их переменную структуру, функциональные зависимости и т. д. Совмещение регуляторов дает конструктивные выгоды, обусловленные использованием общих измерительных преобразователей, цепей питания и защиты, и позволяет повысить эффективность и качество процессов управления, используя перекрестные связи между ^онтурами регулирования при взаимной согласованности управляющих воздействий.

Оптимальное решение задачи требует сочетания централизации и децентрализации процессов управления при построении всей системы по иерархической структуре. При этом каждый контур управления и регулирования режима агрегата имеет узкую специализацию, обладая известной автономностью, что повышает надежность работы агрегатов.

При такой организации процессов управления вертикальные потоки информации окажутся минимальными, так как на месте будет обработана основная масса информации и сформированы управляющие воздействия. Более высокий иерархический уровень получит только необходимую там обработанную информацию. Управляющие команды «сверху» должны быть в основном периодическими и должны сводиться к коррекции уставок регуляторов. Следовательно, неисправность на любом иерархическом уровне не приведет к потере жизнеспособности подсистем, расположенных ниже. Так, например, для управления турбо- и гидроагрегатами иерархическая система управления предусматривает:

Проведение в жизнь технических идей ГСП и УРС существенно изменит содержание труда проектировщиков автоматических систем. Центр тяжести этого труда будет перенесен на решение системотехнических задач, связанных с разработкой математических моделей исследуемого или управляемого объекта, обоснованием технических условий на систему, выбором оптимального (в заданном смысле) варианта системы, анализом режимов работы, алгоритмизацией процессов управления, математическим обеспечением работы системы и т. п.