用于乙炔气体检测的卡尔曼滤波式激光温控系统

用于乙炔气体检测的卡尔曼滤波式激光温控系统

论文摘要

为了满足TDLAS乙炔气体检测系统对于激光器温度的需求,设计了一种用于乙炔气体检测的卡尔曼滤波式半导体激光器温控系统。系统通过温度采集模块实时采集激光器温度信息,并采用基于卡尔曼滤波器的积分分离式数字PID算法进行计算输出控制信号,经TEC驱动模块实现对激光器温度的精确控制。利用该系统对中心波长为1 520 nm激光器进行实际控温实验,结果表明:该温控系统的温度稳定时间小于45 s,控温精度为±0.01℃,相较于常规的半导体激光器控温方式,所设计的温控系统能够在一定程度上抑制系统的温度超调量,增强系统的控温稳定性,同时也适用于其他气体的激光检测系统。

论文目录

  • 1 引言
  • 2 系统结构设计
  • 3 硬件设计
  •   3.1 主控模块
  •   3.2 TEC驱动模块
  •   3.3 温度采集模块
  • 4 软件设计与仿真
  •   4.1 卡尔曼滤波器
  •   4.2 积分分离式PID算法
  • 5 实验结果与分析
  •   5.1 TEC驱动模块实物
  •   5.2 实际控温测试
  • 6 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 王彪,范兴龙,戴童欣,连厚泉,黄硕,李奥奇,许玥

    关键词: 温度控制,卡尔曼滤波,积分分离式

    来源: 激光杂志 2019年06期

    年度: 2019

    分类: 信息科技,基础科学

    专业: 物理学,无线电电子学,自动化技术

    单位: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所,中国科学技术大学,中国科学院大学

    基金: 国家重点研发计划重点专项项目(No.2017YFB0405303)

    分类号: TP273;TN248

    DOI: 10.14016/j.cnki.jgzz.2019.06.010

    页码: 10-13

    总页数: 4

    文件大小: 1008K

    下载量: 100

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