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半导体激光器温度控制系统的研究
资料介绍
半导体激光器广泛应用在工业加工、精密测量、通讯等领域。半导体激光器是一个对温度很敏感的器件，它的输出波长和功率会随着温度的变化而改变，工作寿命也会因此而缩短。所以为了保证半导体激光器工作性能的良好，必须要控制半导体激光器的温度。本文利用半导体制冷器作为系统的执行元件，设计出了半导体激光器的温度控制系统。
目前半导体激光器的温控执行元件大多使用半导体制冷器。半导体制冷器是根据珀尔贴效应而制成的，当给它通上直流电时，半导体制冷器就会加热或制冷，从而控制半导体激光器的温度。本文首先研究了半导体制冷器的工作原理，而后在此基础上应用小信号分析法，建立出在平均意义下的半导体制冷器的数学模型。
其次研究半导体激光器和温度传感器的模型，得出了温控系统的传递函数，通过分析温控系统的传函和温控系统需要达到的性能要求，设计了PID控制器和模糊自适应PID控制器来优化系统，得出应用模糊自适应PID的系统控制精度可以达到0.01℃。
然后又利用遗传算法对系统进行寻优，遗传算法不需要任何初始信息便可以寻求到全局最优解，本文设计出基于遗传算法的PID控制器，与PID控制和模糊自适应PID进行比较，经过仿真比较，得出基于遗传优化的PID控制效果更好。
最后，设计温度控制系统的硬件部分。详细介绍了系统的数据采集部分、单片机接口部分、功率驱动器部分和显示器部分。
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| 半导体激光器温度控制系统的研究.pdf | 691K |
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