基于模糊PID算法的大功率泵浦激光器溫控系統的設計.pdf

1、目前，泵浦激光器由于自身的特點已經廣泛應用于科研、國防、工業(yè)等領域中。半導體激光器的工作原理決定了其工作時必然發(fā)熱，而自身產生的熱量嚴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的尤為突出。在激光器工作時，都要求激光器所產生的激光在一個很窄的波段，才能保證應用效果。為了保證半導體激光器能夠穩(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行嚴格控制。 本文設計了一個基于模糊PID的大功率泵浦激光器溫度控制系統，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濾波處理后，通過Steinhart—Hart公式算出其精確溫度值，然后與設定溫度進行比較，然后將差值送模糊PID算法模塊進行處理，最后將得到的控制量輸出到執(zhí)行元件的驅動芯片，由驅動芯片實現對TEC的加熱/制冷控制。執(zhí)行元件采用加

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