一種脈沖激光功率采集和控制系統的設計

數字式PID控制是一種采樣控制，需根據采樣時(shí)刻的偏差量計算輸出控制量，e(k)=s(k)-r(k)。然后經(jīng)過(guò)對偏差e(k)進(jìn)行比例、積分、微分，可到控制量。
3．2．2 PID參數特性
P(比例)：比例系數加大，系統的動(dòng)作靈敏，速度加快，穩態(tài)誤差減小，但如果比例系數偏大的話(huà)又會(huì )導致振蕩次數加多，調節時(shí)間加長(cháng)。
I(積分)：積分會(huì )使系統的穩定性下降，但能消除穩態(tài)誤差，提高系統的控制精度。
D(微分)：微分作用可以改善動(dòng)態(tài)特性，微分系數偏大，超調量較大，調節時(shí)間較長(cháng)，微分系數偏小時(shí)，超調量也會(huì )變大，調節時(shí)間變長(cháng)。所以只有微分系數合適時(shí)才能使超調量較小，減短調節時(shí)間。
3．2．3 增量PID控制算法和程序流程

式中u(k)為第k次采樣時(shí)刻輸出，△u(k)為第k次采樣時(shí)的輸出增量，在計算控制中，通過(guò)參數整定，參數都可以求出，所以實(shí)際控制中只需要求出e(k)，e(k-1)，e(k-2)三個(gè)有限偏差值就可以求出控制增量。圖7為其流程圖。

3．2．4 PID參數的確定
PID控制最困難的部分是比例、積分、微分三個(gè)參數的設置與調整。編程時(shí)只是設定大概的數值，然后通過(guò)PID參數特性進(jìn)行反復的現場(chǎng)調試，最終找到相對理想的參數值。通過(guò)PID參數特性可以得到不同效果PID參數調節的情況。表1和表2分別為調節情況表和測試數據表。

3．3 測試數據分析
通過(guò)數據分析可得，功率一般保持在0．2W以?xún)?。穩定性滿(mǎn)足要求。最終實(shí)現了功率的穩恒輸出。

4 小結
本設計對脈沖激光功率的采集及處理做了較為詳細的介紹，主要從軟件和硬件兩個(gè)方面給予了說(shuō)明。最終實(shí)現了脈沖光功率的穩定輸出，為脈沖激光器控制系統的設計做了充分的準備，實(shí)驗結果較為理想。本設計也可用在其他脈沖信號的處理方面。