全固态激光器的电气控制系统研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 赵慰祖 |
| 学位类别 | 硕士 |
| 答辩日期 | 2006 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 胡企铨 |
| 关键词 | 全固态激光器 供电系统 温度控制 单片机 |
| 中文摘要 | 作为全固态激光器（DPSSL）的高效抽运源，激光二极管（LD）是否正常运转决定着整个DPSSL的工作状态。而LD的正常运转与驱动电源的性能、工作温度等有着密切的关系，因此激光器工作时，稳定可靠的供电控制系统和高精度的温度控制装置是必需的。随着LD的应用日益广泛，对相应的电气控制系统的要求也越来越多样化，同时具备温度采集、数据处理、状态监测和输出控制能力的智能化控制系统成为新的研究方向。本文以研制星载全固态激光器的DPSSL控制系统为目标，采用单片机ADμC812为控制核心，着重研究了电气控制系统的结构并加以实现。 传统的DPSSL多采用供电和温控分离的两套电气系统，在设计上也多采用模拟电路的方法。这种方法不仅线路复杂、体积大、功耗大，而且无法实现友好的人机交互。同时，在温控效果上也存在明显不足，采用模拟技术控制温度时，控制过程是简单的负反馈过程，只能应付线性的温度变化，而对于系统中出现的非线性的温度变化和瞬态的温度干扰，不具备灵敏的响应能力和有效的处理能力，因此温度波动较为明显，精度不高。基于星载激光器的特殊应用，在无人监测的太空中，我们希望激光器能够长时间地稳定工作，对温控系统的动态性能、稳态性能以及抗干扰能力都提出了较高的要求，另一方面，由于激光器是一种结构复杂、存在不止一个发热源的装置，其数学模型很难精确建立，所以在本文中尝试采用智能化的模糊控制方法。 本文介绍的DPSSL电气控制系统，采用单片机为控制核心，同时实现定时触发和温度控制两方面的功能。根据DPSSL控制系统的工作过程，将系统软件分为主处理程序、AD/DA处理程序、过载保护程序和模糊温度控制程序。主处理程序负责初始化系统、控制LD电流触发脉冲、与上位机通讯、正常的功能调度等。AD/DA处理程序的作用就是对单片机的模拟电压输入、输出端口进行管理，包括LD电流、能量、温度的采样和温度控制模拟信号的输出。过载保护程序用于对采样来的电流信号进行检测，如果电流过大超过正常值，可能是控制系统的某些环节出现问题，此时过载保护程序会自动切断电源，用于保护激光器不受损害。模糊温度控制程序的作用是处理采样来的温度信号，并执行一个查表程序，从而得到合适的输出控制量。 全文共分为五章，第一章为抽运用LD的供电系统和热控技术的概述，详细介绍了激光二极管的工作原理和常用的温度控制方法；第二章介绍了集成化DPSSL控制系统的总体设计，包括研制背景、设计要求、总体结构和模糊温度控制器的设计；第三章为DPSSL控制系统的硬件电路实现，其中重点介绍了单片机的外围电路和数据采集电路以及温度控制电路的设计；第四章为DPSSL控制系统的软件编程，主要分为两部分：单片机的C程序设计和上位机的VB程序设计；第五章给出了部分实验结果，并对其进行了相应的分析，最后对整个系统的性能进行了总结并提出进一步改进建议。 |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/16497]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 赵慰祖. 全固态激光器的电气控制系统研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2006. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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