基于模糊PID算法的大功率泵浦激光器溫控系統(tǒng)的設(shè)計.pdf

1、目前，泵浦激光器由于自身的特點已經(jīng)廣泛應(yīng)用于科研、國防、工業(yè)等領(lǐng)域中。半導(dǎo)體激光器的工作原理決定了其工作時必然發(fā)熱，而自身產(chǎn)生的熱量嚴(yán)重影響著泵浦激光器的輸出特性(如泵浦激光器輸出波長隨溫度的漂移)，進(jìn)而影響激光器的發(fā)光功率及使用壽命，這種影響在功率比較大的泵浦激光器上表現(xiàn)的尤為突出。在激光器工作時，都要求激光器所產(chǎn)生的激光在一個很窄的波段，才能保證應(yīng)用效果。為了保證半導(dǎo)體激光器能夠穩(wěn)定的工作在特定波段，且波長必須保持高度的穩(wěn)定，就需要

2、對泵浦激光器的溫度變化進(jìn)行嚴(yán)格控制。 本文設(shè)計了一個基于模糊PID的大功率泵浦激光器溫度控制系統(tǒng)，被控對象為功率比較大的泵浦激光器，采用高靈敏度的NTC傳感器采集泵浦激光器的實時溫度，所采集到的電壓信號經(jīng)濾波處理后，通過Steinhart—Hart公式算出其精確溫度值，然后與設(shè)定溫度進(jìn)行比較，然后將差值送模糊PID算法模塊進(jìn)行處理，最后將得到的控制量輸出到執(zhí)行元件的驅(qū)動芯片，由驅(qū)動芯片實現(xiàn)對TEC的加熱/制冷控制。執(zhí)行元件采用加

3、熱/制冷轉(zhuǎn)換方便、無污染、易安裝的半導(dǎo)體制冷器TEC。 本文的主要內(nèi)容包括ARM9微處理器選型及外圍部件設(shè)計、溫度采集電路設(shè)計、模糊PID算法參數(shù)整定、TEC驅(qū)動程序設(shè)計、16位高精度A/D和D/A轉(zhuǎn)換及LCD顯示電路設(shè)計、Linux操作系統(tǒng)的嵌入及主要模塊驅(qū)動程序設(shè)計等。在控制環(huán)節(jié)中，采用目前應(yīng)用計算機易于實現(xiàn)的增量型PID控制算式，首先利用經(jīng)典的臨界比例帶法，初步確定系統(tǒng)在特定溫度點的數(shù)字PID的參數(shù)；其次結(jié)合Fuzzy—P