Redes neuronales para control de velocidad de servomotor en torre de estirado

Sistema Integrado de Control Opto-electrónico en línea de producción de fibra óptica polimérica por el proceso de estirado

Carlos Fuentes Silva

Universidad Autónoma de Querétaro Facultad de Ingeniería

Sistema Integrado de Control Opto-electrónico en línea de producción de fibra óptica polimérica por el proceso de estirado

Tesis Que como parte de los requisitos para obtener el grado deMaestro en ciencias

Presenta Carlos Fuentes Silva

Querétaro, Qro, Marzo 2010 2010

RESUME

En esta tesis se presenta el desarrollo e integración de un sistema de control inteligente para una torre de estirado de fibras ópticas poliméricas, que permita reducir las variaciones de diámetro de baja frecuencia asociadas con inhomogeneidades del material a lo largo de la preforma, convariaciones de sus dimensiones geométricas y con algunas fluctuaciones de los parámetros de proceso. El control propuesto emplea una red neuronal artificial en una estructura de tres capas para controlar las variaciones de baja frecuencia en el diámetro de la fibra producida. La comparación de un método de estirado que mantiene constantes todos los parámetros del proceso con el que introduce el controlpropuesto, para la obtención de fibra óptica de 500 µm de diámetro a partir de preformas de PMMA de 25 mm de diámetro, muestra la potencialidad de este último para limitar las variaciones de diámetro de la fibra obtenida por debajo de los valores establecidos por la especificación internacional de referencia común (IEC 60793-2-40 Ed. 2.0). El trabajo aquí reportado incluye una revisión críticadel trabajo desarrollado con otros sistemas, que fundamenta el enfoque adoptado en nuestra propuesta y enfatiza los elementos de control que nos permiten enfrentar las dificultades que representan los materiales poliméricos, cuyo comportamiento es considerablemente más complejo que el de la sílice, empleada para la fabricación de las fibras ópticas de tecnología bien desarrollada.

(Palabrasclave: fibra óptica polimérica, red neuronal, control auto-ajustable)

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SUMMARY

This thesis shows the development and integration of an intelligent control system for a polymeric optical fibers drawing tower, which allow to reduce the low frequency variations of the fiber diameter associated with inhomogeneities of the material throughout the preform, with variations of their geometricdimensions and some fluctuations of the process parameters. The proposed control uses an artificial neuronal network in a structure of three layers to control the low frequency variations in the diameter of the produced fiber. Comparing the drawing method that maintains constants all the parameters of the process with the one that uses the proposed control, for the optical fiber obtaining of 500 µm ofdiameter from preforms of PMMA of 25 mm of diameter, shows the potentiality of the neural control to limit the variations of diameter of the fiber obtained below the values established by the international specification of common control (IEC 60793-2-40 Ed. 2,0). The work reported here includes a critical revision of the work developed with other systems, which bases our proposal and emphasizes thecontrol elements that allow us to face the difficulties that represent the polymeric materials, whose behavior is considerably more complex than the silica fiber, a well known drawing process.

(Key words: Polymeric optic fiber, neural network, self-tuning control)

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DEDICATORIAS

Dedico esta tesis con todo mi amor y cariño a mi esposa Gisela y a mi hija Sofía.

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AGRADECIMIETOS

Agradezco de todo corazón a mi madre quien siempre me impulso a seguir adelante y confió en mí.

A mi hermana Alejandra, Gisela mi esposa, mi tío Raúl, mi tía Irma, sus hijos y toda la familia por su afecto y apoyo tanto económico como moral.

A los profesores Miguel Ángel Ocampo, Alfonso Noriega Ponce, Ibrahim Serroukh y a todos los que colaboraron en este proyecto directa e...