论域可变的模糊PID控制在半导体激光器温度控制系统中的应用

• 作者: 张安迪 张艳荣 李涛
• 来源期刊: 光学学报
• 关键词: 激光光学 半导体激光器 单片机 论域可变 温度控制
• 年，卷（期）: 2021,（12）
• 所属期刊栏目: 激光器与激光光学|Lasers and Laser Optics
• 页码范围: 145-153
• 页数: 9页
• 分类号: TN242|TP273
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/AOS202141.1214003

摘要

半导体激光器输出的精准性和稳定性受温度的影响较大,温度的变化会导致半导体激光器阈值电流、电光转换效率和波长大小变化,进而影响输出功率.为了实现半导体激光器在设定温度条件下正常工作,设计了单片机为核心控制元件,热电制冷器(TEC)和PTC加热器为执行元件,AD590温度传感器和铂电阻PT1000为温度检测元件的温度控制系统,通过论域可变的模糊比例-积分-微分(PID)控制算法输出不同占空比的脉冲宽度调制波对温度进行控制.通过仿真分析,此控制算法不仅可以减小系统超调量,也具有很强的鲁棒性.最后实验结果表明,在-12～120℃的控温范围内,可以达到系统所要求±0.1℃的控温精度,并在250 s内达到预设温度.