光纤陀螺光源数字温度控制技术

分析了光纤陀螺SLD光源的温度特性 ,设计了SLD数字非线性温度控制方法 ,在宽温度范围内实现了SLD温度的稳定控制 ,并且能实现迅速启动 ,温度过冲控制在± 1K的范围。实验测得温控稳定性达到 0 .0 5K ,启动时间短于 1 2s。通过控制参数的设定 ,此系统可适用于不同的半导体激光器的控温系统     

光纤陀螺光源筛选与评价方法研究

针对光纤陀螺工程化对超辐射发光二极管(SLD)光源筛选的需求,开展了光源筛选和评价方法的试验和理论分析研究。通过构建光纤陀螺光源综合调试和检测系统,对SLD光源所有外部可获取特征进行了实时监测。测试和理论分析结果表明,SLD的离散特性主要受光源内部组件特性的影响;在散热充分的情况下,SLD的离散性可近似由TEC等效内阻、温控电流、热敏电阻温度系数和发光芯片功率来表征;SLD光源的常规评价指标与上述指标相结合,可更为完备地对光源进行筛选。另外,构建的光纤陀螺光源综合调试和检测系统也可直接作为光源筛选系统。     

SLD光源温控模型中时间延迟特性研究

针对某陀螺厂家新引入的超辐射发光二极管(SLD)光源对微分控制环节依赖性显著的问题,对光源温控环节的传递函数和补偿控制进行了理论和试验分析。理论分析和试验结果表明,SLD管芯温度与TEC电流间的传递函数为时间滞后的二阶系统,该时间滞后源自热敏电阻的位置及其与管芯之间的距离;热敏电阻和管芯间距越大,管芯温度与TEC电流的时间滞后越大,微分环节的滞后补偿作用也就越显著;选择适当的微分参数,可使时间滞后相差较大的不同厂家光源同时获得良好的温控效果。上述结果不仅揭示了SLD光源温控环节时间滞后的来源,还对理解微分环节在SLD温控系统中的作用提供了客观依据。     

用于光纤电流传感器SLD光源的温度控制系统

为减小高压电网中光纤电流传感器超辐射发光二极管（super luminescent diode,SLD）光源温度特性对测量准确度的影响,提出了一种模拟温度控制系统对光源温度进行恒温控制。根据设计要求,介绍了各重要环节的设计过程。分析了通过搭建合适的温度采集电桥,可以得到与温度近似成线性关系的输出差分信号。在频域上建立了系统的数学模型,计算了系统的传递函数,得到了比例-积分-微分（proportional-integral-derivative,PID）控制器各参数对时域上输出的影响。在实验室中搭建了用于光纤电流传感器SLD 光源的温控系统,对温控系统进行了定温与温度循环实验,实验结果表明:该控制系统可以实现对温度的实时控制,使光纤电流传感器测量准确度满足0.2 级工业要求。     

基于ADT数据的SLD温度建模方法

在对超辐射发光二极管(SLD)实施加速退化试验(ADT)并评估其寿命及可靠性的过程中,其性能参数的温度漂移特性影响了评估的精度,为了剔除这种影响,进而提高评估的精度,需要建立相应的温度与性能参数的关系模型来对试验数据进行处理.对SLD的温度建模进行了研究,为了确定一种适用于SLD及ADT数据处理的温度建模方法.通过调研...     

SLD光源相干特性研究

利用自相关的方法,从理论上分析计算了超辐射发光二极管(SLD)等宽谱光源的相干特性.并利用光纤陀螺的光路,从实验上研究了SLD的相干特性.实验结果与理论计算的一致,从而验证了这种理论计算的正确性.     

光纤陀螺光源SLD启动时波长的变化机理

基于现代化战争武器和惯导系统对光纤陀螺快启动的强烈需求,对光纤陀螺启动最慢的核心器件光源超辐射发光二极管（SLD）启动时波长的变化机理进行了研究。主要包括对SLD波长随驱动电流和管芯温度的变化规律进行了理论分析和实验验证,得出了SLD的平均波长随驱动电流的增大而减小,变化量约为0.15 nm/mA,随温度线性增加,变化量大约为0.5 nm/℃;根据理论分析驱动电流和管芯温度启动时的变化规律建立了SLD启动时波长的变化模型;通过实验测试得到的驱动电流和管芯温度启动测试结果推导出了SLD启动波长最大变化量达到18 000 ppm;最后根据分析结果提出实现陀螺快启动的波长补偿方案。     

宽谱光源干涉特性的实验研究

基于维纳欣钦定理，推导出了宽谱光源干涉特性的表达式并进行了分析。建立了基于迈克耳逊干涉仪的相干函数测试装置，采用相关调制解调的信号技术，实现了任意谱形宽谱光源的干涉特性的精确测量。在此基础上，分别对超荧光光纤光源（SFS）、法布里珀罗（FP）结构和量子阱（QW）结构超辐射发光二极管（SLD）的干涉特性进行了对比试验研究，试验曲线与理论分析相吻合，并发现FP结构SLD的相干长度随着注入电流增加而变长，而QW结构SLD的相干长度随着注人电流增加而变短。     

基于数字PID和89C52单片机的温度控制系统

针对在工业生产过程中经常需要高稳定度的恒温环境,传统模拟式仪表结合简单的PID控制较难达到目标的情况,提出了基于数字PID控制算法和89C52单片机的温度控制系统.该系统通过温度传感器DS1820对温度进行采样和转换,然后执行数字PID控制,输出控制量来调节可控硅触发端的通断,从而实现对温度的控制.水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动调整.结果表明:通过将数字PID算法和89C52单片机结合使用,使整个控制系统的温度控制精度提高了10%,输出温度的误差小于2%,不仅满足了对温度控制的要求,而且还可应用到对其它变量的控制过程当中.     

SLD光源与温控电路匹配特性研究

针对光源与温控电路匹配问题,开展了光源组件特性的理论和试验研究,分析了影响两者匹配的原因及解决办法。研究结果表明:光源内部组件——半导体制冷器等效内阻RTEC、温控电流ITEC、TEC制冷/加热效率ε和热敏电阻温度系数β,是影响光源与温控电路匹配的主要因素;光源内部各组件特性受自身特性、工艺、散热条件和环境温度等多种因素影响,导致光源与温控电路的匹配也受相应因素影响;当散热充分时,光源与温控电路的匹配特征可近似用RTEC、β、SLD功率PSLD和ITEC表征;在接近光源实际散热条件下进行匹配测试,可提高光源与温控电路的匹配度,减少后期不匹配几率;不同批次、不同厂家生产的光源的组件特性差异较大,重新匹配和调整温控电路参数,可大幅提高光源利用率。     

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.     

一种基于空间光机热模型的自适应PID控制方法

为提高空间相机的控温稳定度以保证成像质量,本文提出一种基于空间光机热模型的自适应比例积分微分（proportional-integral-derivative, PID）控制方法。该控制器的设计从空间光机的热平衡方程出发,能够实时根据光机及与其辐射换热对象的温度修正光机的热模型,继而采用极点配置的方法实时校正PID控制器参数,最终确定本控温周期的加热占空比。本文通过建立抽象的空间光机热模型,分别施加上述自适应PID控制方法与固定参数PID控制方法,对控温效果进行了仿真及实验对比。结果表明,对环境扰动引起的温度波动,该自适应PID控制器始终保持最佳动态响应,控温稳定度优于± 0.1 K,具有更好的控温稳定性和环境适应性。     

积分分离PID控制算法在PLC炉温控制系统中的应用

针对电加热炉这种非线性对象大惯性、纯滞后、参数时变的控制特点,常规PID控制参数不易调节的缺点,本设计采用积分分离PID控制算法,设计了基于S7-200 PLC的炉温控制系统.实验结果表明该设计能够消除系统的稳态误差,又有效的提高了响应时间和控制精度,具有较好的实用价值.     

红外瞄具温度应力可靠性检测系统研究

为了检测红外瞄具在高低温恶劣环境下对不同波长的红外目标成像可靠性,利用黑体和平行光管组成的光学系统模拟无穷远红外目标,红外瞄具置于高低温环境下,CCD采集红外瞄具对红外目标所成的像,从而判定高低温下红外瞄具成像质量。所设计的平行光管视场大,各波长对应焦平面处在20 lp/mm空间频率下的MTF均高于0.2。同时为了实现快速准确地在检测系统中提供稳定的-55~70℃的高低温实验条件,采用一种基于自适应模糊PID温度控制技术。采用自适应因子将模糊推理器和PID控制器相结合,通过在线自调整控制参数,进一步提高了PID控制器的性能和系统的控制精度。实验表明该方法提高了常规PID控制的动态响应过程并保持无静态误差,其控制精度可达0.05℃。     

基于电机温度时滞耦合系统的自抗扰控制研究

电机过热时会造成绕组绝缘降低,严重时会烧坏电机。由于电机温度存在较大的时滞性和耦合性,无法用准确的数学控制模型进行描述。传统的双通道PID控制算法降低了对电机温度的控制精度,导致电机过热。提出一种基于自抗扰控制算法（ADRC）的电机温度控制方法,以双通道PID控制方法为基础进行了改进,对内外扰动进行综合处理,对扩张状态观测器进行估计,并在反馈中引入非线性特性。利用Matlab平台模拟实验环境和实际电机,与传统的PID控制算法进行了仿真实验对比。结果表明,自抗扰控制算法能够有效的对电机温度进行解耦控制,实现了对电机温度的精确控制。     

DFB激光器振动解调系统温度补偿的设计

介绍了DFB激光器结合光纤光栅测量振动信号的原理,并针对系统常见的温度干扰问题提出了采用PID调节DFB波长法和双光栅光强互补进行温度干扰抑制的措施.通过实验验证和比较了这两种方法的特点和效果,结果证明两种方法均对温度干扰有抑制作用,PID调节DFB激光器波长法可抑制较大的温度波动但灵敏度低,而双光栅互补温度补偿法抑制较小的温度波动但灵敏度比PID调节方法高,两者联合使用可使系统在较宽的温度波动范围内仍保持良好的性能.     

基于粒子群优化的网络拥塞控制新算法

PI控制器常用于主动队列管理中,但参数整定上的试凑法具有盲目性,算法的瞬态性能也不够理想.本文推导了基于流体流理论的网络简化模型,基于该模型将集群智能中的改进粒子群优化算法(PSO)应用于PID控制器参数优化,定义了一个综合调节时间、上升时间、超调量、系统静态误差、正弦跟踪误差等动静态性能指标函数,在给定的参数空间进行组合优化搜索,迅速求得获取使性能指标优化函数极小化的一组PID控制器参数,将PID控制器应用于网络主动队列管理系统中.仿真结果表明,在大时滞和突发业务流的冲击两种情况下,该方法设计的控制器的动静态性能优于RED、PI算法,超调量均小于5%,调节时间分别小于5秒、4秒,稳态误差分别小于两个数据包和3个数据包.     

基于数字PID和89C52单片机的温度控制系统

针对在工业生产过程中经常需要高稳定度的恒温环境,传统模拟式仪表结合简单的PID控制较难达到目标的情况．提出了基于数字PID控制算法和89C52单片机的温度控制系统。该系统通过温度传感器DS1820对温度进行采样和转换．然后执行数字PID控制,输出控制量来调节可控硅触发端的通断,从而实现对温度的控制。水温可以在一定范围内由人工设定,并能在环境温度降低时实现自动调整。结果表明：通过将数字PID算法和89C52单片机结合使用,使整个控制系统的温度控制精度提高了10％,输出温度的误差小于2％,不仅满足了对温度控制的要求,而且还可应用到对其它变量的控制过程当中。     

参数自整定模糊PID在温度控制中的应用

针对工业过程控制中传统PID控制器存在的问题,将参数自整定模糊控制的灵活性、自适应性与传统PID控制器相结合,实现了对PID参数的在线自动整定,以克服控制系统的大滞后、非线性等不利因素的影响,并且将该控制器在温度控制系统中的应用进行了研究。结果表明,参数自整定模糊PID控制能使系统达到满意的控制效果,具有一定的应用推广价值。     

RBF辨识PID控制器在温室温度控制中的应用研究简

针对温室温度控制系统存在的大滞后、大惯性等问题,提出采RBF辨识PID控制策略。该控制算法根据径向基函数（RBF）网络在线辨识温室温度系统的模型,获取被控对象Jacobian信息。利用BP网络实时调整PID控制器的3个参数,实现温室温度控制系统的在线自整定控制。通过仿真验证,并与RBF—PID控制器作对比,仿真结果表明,该控制算法有较强的鲁棒性、自适应性,其追踪性能和控制参数自适应的能力都优于RBF—PID控制器。