半导体激光器多环控制策略研究

提出了一种以半导体激光器的功率稳定作为外环、电流稳定和温度稳定作为内环的全数字多闭环控制策略,将PID控制与模糊控制、神经网络相结合,根据不同时刻的偏差和偏差变化率对PID参数进行自动调整.温度环采用PID控制和模糊控制相结合的控制策略,解决半导体激光器温度控制系统的动态品质和稳定精度相矛盾的问题.电流环和功率环采用多模态PID控制策略,满足在不同偏差下系统对PID参数的实时自整定要求,提高控制精度.仿真实验表明,系统具有良好的动态和稳态性能.     

基于模糊PID控制的半导体激光器温控系统

基于模糊控制原理,采用模糊控制与PID控制相结合的模糊控制方法,完成了一种针对半导体激光器温度控制的算法设计。该模糊PID控制算法,能够自适应调节PID的比例、积分和微分系数,从而使半导体制冷器的温度保持恒定。Simulink仿真结果表明,采用该模糊PID控制算法后系统的超调量减少40%,缩短了调节时间,控制效果优于常规PID控制系统。     

半导体激光器温度控制研究

温度对半导体激光器的特性有很大的影响。为了使半导体激光器输出功率稳定,必须 对其温度进行高精度的控制。利用PID 控制网络设计了温控系统,控制精度达到±0. 01 ℃,与无PID 控制网络相比,极大的提高了系统的瞬态特性,并且试验发现采用带有温控系统的半导体激光器的输出功率稳定性比没有温控系统的输出功率得到显著改善。     

基于TMS320F2812的半导体激光器温度控制

介绍了一种基于数字信号处理器的半导体激光器PWM温度控制系统,给出了一种采用比较放大的热电制冷器驱动电路.能避免MOSFET桥的直通短路.在数字控制系统中,采用32位TMS320F2812芯片作为控制核心,通过其GPIOA0口从数字式温度传感器DS18820中读取半导体激光器的工作温度.使用事件管理器输出的PWM信号来控制热电制冷器工作.针对半导体激光器对温度稳定性的要求,利用DSP强大的运算能力,采用参数自整定的模糊PID算法实现系统的温度控制.在实验室环境下.采用载波频率为50 kHz的PWM控制,系统在2 min内成功将半导体激光器的工作温度稳定在25.0±0.1℃,且超调量不大于0.5℃.实验结果证明:采用DSP技术,能更好地实现算法的控制效果.提高系统控制的精确度和稳定度;采用比较放大的TEC驱动电路,能有效解决传统驱动电路的"死区"问题.     

高精度激光温控系统设计

针对大功率半导体激光器精确温控较为困难的问题,提出了一种高精度温控系统的设计方法。该系统采用数字PID控制以及细分温度区间的方法,实现了精确温控。在对某大功率激光器的试验中,在高低温环境下,温控精度可以达到±2℃。试验结果表明,该系统温控精度高,加热/制冷效率高,为大功率半导体激光器的温度控制提供了一种良好的解决方案。     

光纤半导体激光器温度智能控制系统设计与仿真

针对光纤半导体激光器温度控制装置温度调节非线性、滞后、范围较窄、精度较低的问题,设计光纤半导体激光器温度智能控制系统。采用STC89C52单片机微处理器控制温度的方法,用温度传感器DS18B20采集半导体激光器的温度传送给单片机,通过PID数字控制,控制半导体制冷器的工作。使半导体激光器的温度稳定到设定值。通过Protues仿真结果表明,设计的系统温度控制的范围较大,检测控制速度快,精度高,给现代光纤半导体激光器温度的智能控制提供一种可行方案。     

外腔半导体激光器温度精密控制设计

温度因素直接影响着外腔半导体激光器的外腔尺寸,而其变化又影响着输出激光信号的频率,甚至影响运行的可靠性.文中通过PID控制网络的理论分析,给出了一种基于该控制网络的恒温系统的设计方案.该设计方案电路简单,可靠性高,控温精度为±0.01℃.     

基于自整定模糊PID算法的LD温度控制系统

为了使半导体激光器(LD)能够稳定工作, 设计并实现了一个高效的温度控制系统。该系统使用MSP430单片机作为处理器,负温度系数热敏电阻(NTC)作为温度传感器,半导体制冷器(TEC)作为执行元件。系统通过自整定模糊PID算法,采用闭环负反馈结构实现对LD温度的稳定控制。实验结果表明,该控制系统温度从21.9 ℃上升到目标温度25 ℃,建立稳态的时间为68 s,且温度可控制在250.05 ℃范围以内。工作94 s后,系统能够将温度控制在250.008 ℃范围以内。与常规PID控制系统相比,基于模糊PID算法的温度控制系统能够在没有人工干预的情况下自动调节系统的PID参数,使系统具有更好的动态性能。     

高稳定高集成度半导体激光光源驱动器

开发了一套高稳定高集成度的半导体激光光源驱动系统.该系统根据PID反馈控制原理,实现了半导体激光器驱动电流和温度的精密控制,其温度控制精度达±0.03℃,激光输出功率稳定度达±0.002 dB.系统以ADμC812数据采集系统芯片为核心,集成度高,开发调试方便,输出范围连续可调,可广泛应用于各项试验研究过程中.     

基于ARM的半导体激光精确控温系统的研制

针对传统半导体激光器冷却系统体积大、温控精度不高的特点,采用ARM9核心的S3C2410A微处理器配合单总线数字温度传感芯片DS18820,在嵌入式Linux操作系统中采用模糊自整定PID算法对半导体制冷器进行精确控制,实现对半导体激光器中冷却水的恒温控制,保证半导体激光器的稳定工作.采用软件延时的方法,解决了半导体制冷系统在加热和制冷切换过快时制冷器易碎裂的问题.该系统体积小、响应快、使用方便,具有较高的可靠性和稳定性.且可使用直流电源供电.适于车载或机载使用.试验结果验证:该系统可在室温为0～35℃的环境中实现控温范围10～30℃,控温精度±0.1℃.     

一种双极性高精度半导体激光器温度控制系统

温度是影响半导体激光器（LD）寿命和输出特性的重要因素之一。为保证LD输出稳定的激光模式和功率,采用以ADC和DAC集成的微处理器芯片C8051F350和具有双极性输出电流的TEC驱动芯片MAX1968为控制核心,以积分分离和变速积分增量式相结合的数字PID算法为运算程序的自动温度控制系统(ATC)控制TEC驱动电流的方向和大小,实现对LD的加热或制冷,使其工作在恒定温度。实验证明,应用该系统,LD在0℃～40℃环境温度范围内能很快稳定在设定温度,且其不确定度为±0.03℃。     

激光二极管抽运单块Nd∶YAG激光器电源的研制

为了研制一种用于抽运单频单块激光器的LD电源,采用恒流电路对LD进行驱动,并应用软件监测的方法对电流的长期稳定性和故障进行监测和调节.运用模糊和比例-积分-微分(PID)混合控制温度调节算法,具有超调小和控制精度高的优点,并对基本PID算法进行了简化.使用了一个分段取值的参数,在控制范围内使运算速度提高10倍以上.实验结果表明,实现LD驱动电流的稳定度优于2 mA,LD温度长期波动小于0.1℃,激光输出的频率在一定温度范围内连续可调.     

基于微分先行PID算法的铸锭炉温控系统

针对多晶硅铸锭炉的温度控制,提出了一种基于微分先行算法的PID控制方法。应用结果说明,该PID控制方法能对多晶铸锭炉的温度进行有效控制。     

全固态激光器的数字式光反馈控制驱动电源

介绍一种采用单片机控制的连续运转无制冷、数字式光反馈稳功率全固态激光器驱动电源,其输出光功率在10mW左右,系统包括恒流源、保护电路、脉宽调制、光电池检测放大电路和高速单片机控制系统等部分,基于光电池检测LD光功率输出的非线性控制曲线产生的误差变化,将特性曲线利用软件的窗口控制算法实现区域控制,进而有效地对LD工作电流进行PID稳态控制和光功率参数显示,结合硬件及软件,实现了激光二极管的可靠保护以及光功率稳定、准确输出及在稳光输出情况下,实现激光器的内外调制输出。     

基于自整定PID的烘干炉温度控制软件设计与仿真

传统的烘干炉温度控制系统在烘干过程中,烘干炉温度保持恒温,并不利于产品整体的烘干,而为了达到更好的效果,其温度应由低到高逐渐升高,以利于溶剂的充分挥发.本文分析了PID控制和模糊控制的优缺点,将PID控制和模糊控制的优点结合起来,采用模糊规则在线整定PID的PK、IK、DK三个参数的模糊自整定PID控制方法.基于模糊自整定PID控制算法的控制系统有相当好的灵活性,能进行数据实时采集、利用模糊PID算法进行处理及控制结果显示等功能,可以获得较高的控制精度.     

智能控制在无人值守换热站中的应用

本文根据传统PID控制和模糊控制的优点基础上,设计基于PLc的自适应模糊-PID过程参数控制系统。并将其应用在换热站中的室外温度补偿、分时分段供热、供水量控制、供水温度控制及供水压力控制中。以偏差和偏差变化率作为输入,并根据被控系统不同工况变化的要求,通过修改P I D控制器的参数来获得满意的动态和静态的控制性能,以便达到减少能耗、提高效能及减少二次污染。     

S7—200 PLC在PID闭环控制系统中的应用

为了实现对现场生产过程的精确控制,PLC闭环控制系统在工业生产中正得到越来越广泛的应用,阐述PLC实现PID控制的3种常用方式,分析闭环控制系统中PID数字控制器的原理,结合西门子S7-200 PLC详细介绍PID指令使用和输入/输出变量转换的方法,为S7-200 PLC在PID闭环控制系统中的应用提供一整套解决方案,最后以工业生产中常见的温度控制为背景,给出一个编程实例,对PID在工业控制中的应用很有参考价值。     

基于模糊PID技术的CO2激光器功率控制研究

为保证CO2激光输出功率的稳定性,提出了基于模糊PID技术的CO2激光功率控制系统。PID技术用于对激光器电源电流的控制,模糊控制用于对PID参数在线实时自整定,模糊PID控制算法用单片机实现。试验结果表明,采用模糊PID控制技术可使CO2激光器获得稳定的功率输出,整机系统稳定可靠。     

用于气体检测的高精度DFB激光器温控系统

本文针对气体检测中DFB激光器温度控制的需要,设计了一种高精度温控系统。采用热敏电阻检测激光器的温度,将其转换为电压信号后进行差分放大并通过高速AD将其转换为数字信号。FPGA读取数字信号并采用PID算法对系统进行控制参数计算。控制参数以PWM信号的形式输出,并由H桥转化为控制信号对TEC进行控制。经过实验测试,系统温度调节范围为10~50℃,温控精度高达±0.03℃。系统具有稳定速度快、温度精度高等优点,已成功应用于气体检测项目中。