光通信用的多路半導體激光器監控系統研究

2．2 PI分離控制電路設計
PI控制器原理簡(jiǎn)單、參數易調且實(shí)用性強，因此應用廣泛。本系統中的比例環(huán)節(P)主要是為了提高溫度響應速度，積分環(huán)節(I)主要是為了消除靜差、提高精度，但在大幅度增減溫度設定值或外部干擾情況下，短時(shí)間內比較電路輸出有較大的偏差，造成積分積累達到飽和，可能給恒溫單元帶來(lái)較大的超調，甚至引起振蕩。
為了使溫度較快進(jìn)入高穩定狀態(tài)，本系統采用PI分離電路的設計思路，當溫度設定值與實(shí)際測量溫度值偏差較大時(shí)，取消積分作用，避免因積分飽和致使其控制量過(guò)大，引起超調；當偏差值較小時(shí)引入積分作用，消除靜差，可有效減小外界干擾，提高溫度穩定性。在實(shí)際電路中采用電阻串聯(lián)分壓模式，設定兩個(gè)閾值U1和U2(U1U2)，通過(guò)閾值比較電路將偏差e(t)(設定值r(t)與測量值c(t)的差值)，與兩個(gè)閾值比較后，輸出兩個(gè)控制量分別控制開(kāi)關(guān)K1和K2的通斷。當e(t)U1時(shí)，取消比例作用；當U1e(t)U2時(shí)，比例積分同時(shí)作用；當e(t)>U2時(shí)，為防止積分飽和而取消積分作用。PI加和后輸出μ(t)驅動(dòng)TEC，數值為正時(shí)加熱，且數值越高加熱功率越大；為負時(shí)制冷，且絕對值越大制冷功率越大，如圖3所示。