DPSS激光器恒温控制器

DPSS激光器恒温控制器

论文摘要

为了使激光雷达光源——DPSS激光器,能够在各类温度环境下良好的工作,文中对DPSS激光器恒温控制技术进行了研究,并有针对性的对使用的DPSS激光器研制了恒温控制器。在温控算法上,采用在过程控制中得到广泛应用的数字PID控制算法,并结合运用PWM脉宽调制的方法对TEC制冷器的制冷或制热量进行控制来实现温度的控制。同时论文中还详细介绍了温度控制系统硬件电路的设计原理和软件的编写、调试过程。在调试硬件电路系统的过程中发现并解决了出现的一系列问题,并且对整个控制系统的调试也完善PID算法,改善了恒温控制器的软件算法。最终,对恒温控制器的运行效果进行了实际的检验,检验的结果是:系统在工作过程表现出令人满意的控制效果达到并且超过了原先的设计要求。结果表明在选择了合适的PID控制算法和有相应的硬件电路做支持的情况下,可以实现对课题中的DPSS激光器的温度控制。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1.绪论
  • 1.1 DPSS激光器的优点和应用
  • 1.2 DPSS激光器温控技术国内外发展现状
  • 1.2.1 温度变化对DPSS激光器的影响
  • 1.2.2 国外DPSS激光器温控技术发展现状
  • 1.2.3 国内DPSS激光器温控技术发展现状
  • 1.3 本课题研究任务及方案
  • 1.3.1 立题的原因及目标
  • 1.3.2 研究方案
  • 2.DPSS激光器的结构设计
  • 2.1 DPSS外部结构
  • 2.2 单片机对DPSS激光器进行温控简介
  • 3.TEC半导体制冷器工作原理以及对TEC半导体制冷器开关控制的原理
  • 3.1 TEC半导体制冷器工作原理
  • 3.2 本课题中TEC半导体制冷器的散热装置
  • 3.3 对TEC半导体制冷器开关控制的原理
  • 4.系统及硬件
  • 4.1 单片机系统简介
  • 4.2 硬件设计
  • 4.2.1 AT89C2051
  • 4.2.2 温度传感器DS1820
  • 4.2.3 MIC4451构成的PWM开关控制器
  • 4.2.4 系统显示电路
  • 4-3 本章小结
  • 5.PID控制及软件设计
  • 5.1 PID控制
  • 5.1.1 数字PID调节器
  • 5.1.1.1 位置式PID控制
  • 5.1.1.2 增量式PID控制
  • 5.2 温控系统软件设计
  • 5.2.1 温控系统软件综述
  • 5.2.2 温控系统软件算法
  • 5.2.3 温控系统软件结构与流程图
  • 5.2.3.1 系统初始化模块
  • 5.2.3.2 控制模块
  • 5.3 本章小结
  • 6.系统调试及实验结果
  • 6.1 系统调试
  • 6.1.1 调试中出现的问题
  • 6.1.2 问题解决
  • 6.1.2.1 查找原因
  • 6.1.2.2 分析原因及解决
  • 6.2 DPSS激光器的发热功率的简单计算以及温度控制结果
  • 6.2.1 激光器的热功率简单计算
  • 6.2.2 实际测量结果
  • 6.3 本章总结
  • 总结
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附件A
  • 附件B
  • 相关论文文献

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