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《光学精密工程》 2017年03期
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基于新型模糊PID控制单元的LD精密温控研究

张克非  蒋涛  邵龙  苏良闯  叶涛  
【摘要】:为改善温度波动对光通信用半导体激光器性能的影响,设计了基于三维语言变量的高精度跟踪误差温度控制系统。为减小系统成本,利用运算放大器AD620和OP07等器件设计了温度采集系统,并采用最小二乘法拟合温度数据,从而建立温度—电阻关系模型,预测温度变化趋势;加入第三维模糊语言变量,结合窄域论以适当压缩E、EC、ECC的论域,采用模糊规则设定方法,建立新型三维模糊PID规则表并求解得出模糊查询表。结果表明:当预设温度为25℃时,温控系统超调量为0.97℃,最大下冲量出现在第17s,其值为0.69℃;工作51s后,LD系统进入稳定状态,温度保持为25±0.05℃;在第150~210s内,其温度值标准差为0.020 4℃。同时,该系统实现了对半导体激光器0~75℃的大范围精密温控,温控精度为±0.05℃。该系统能够实现对半导体的高效制冷、加热控制,具有响应时间快和系统开销小的优势,能对控制参数实现自整定。
【作者单位】西南科技大学计算机科学与技术学院;西南科技大学理学院;
【关键词】光通信 半导体激光器 模糊PID 温度控制
【基金】:四川省科技厅科技服务业示范重点资助项目(No.2016GFW0144) 四川省大学生创新创业训练计划资助项目(No.201510619044) 西南科技大学大学生创新基金资助项目(No.CX16-061)
【分类号】:TP273;TN248.4
【正文快照】:
1引言在超高速率、长距离的激光通信中,半导体激光器(Laser Diode,LD)的高输出功率会造成通信模块温度升高,导致信号传输失真和激光器寿命减短[1]。目前,工程界普遍采用比例-积分-微分(Proportion-Integration-Differentiation,PID)控制算法对激光器的温度进行控制。Lai等人[2

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