基于模糊PID控制的半导体激光器温控系统

左 帅，和 婷，尧思远

（华北光电技术研究所，北京100015）

基于模糊PID控制的半导体激光器温控系统

左 帅，和 婷，尧思远

（华北光电技术研究所，北京100015）

基于模糊控制原理，采用模糊控制与PID控制相结合的模糊控制方法，完成了一种针对半导体激光器温度控制的算法设计。该模糊PID控制算法，能够自适应调节PID的比例、积分和微分系数，从而使半导体制冷器的温度保持恒定。Simulink仿真结果表明，采用该模糊PID控制算法后系统的超调量减少40%，缩短了调节时间，控制效果优于常规PID控制系统。

模糊控制；PID控制；温度控制；Simulink

1 引 言

温度变化对半导体激光器输出波长有很大影响，因此需要对半导体激光器进行温度控制［1］。传统温度控制采用PID控制，PID具有结构简单、易实现、性能良好等优点。PID控制的一个关键问题是PID参数整定，需要在获得控制对象的数学模型的基础上依据某种原则进行整定。但实际控制过程往往具有非线性和时变性，精确的数学模型难以获得，同时在实际操作中，由于常规PID参数整定方法繁杂，其参数往往整定不良、性能欠佳、适应性差，因此传统的PID控制在自适应性和鲁棒性等方面往往不能满足系统性能要求［2－3］。

为克服上述缺点，经过几十年的研究发展，人们在PID参数整定方面提出一些新的方法，出现了如自校正PID，预估PID、模糊PID、神经网络PID和非线性PID等改进型的控制器。其中，模糊PID控制器是本文的研究设计内容。

模糊控制是用模糊数学的知识模仿人脑的思维方式，对模糊现象进行识别和判决，给出精确的控制量，对被控对象进行控制，具有算法简单、易于掌握，且无须知道被控对象的精确模型，具有较好动态特性，已经得到了广泛地应用。……