光通信用的多路半导体激光器监控系统研究

2．2 PI分离控制电路设计
PI控制器原理简单、参数易调且实用性强，因此应用广泛。本系统中的比例环节(P)主要是为了提高温度响应速度，积分环节(I)主要是为了消除静差、提高精度，但在大幅度增减温度设定值或外部干扰情况下，短时间内比较电路输出有较大的偏差，造成积分积累达到饱和，可能给恒温单元带来较大的超调，甚至引起振荡。
为了使温度较快进入高稳定状态，本系统采用PI分离电路的设计思路，当温度设定值与实际测量温度值偏差较大时，取消积分作用，避免因积分饱和致使其控制量过大，引起超调；当偏差值较小时引入积分作用，消除静差，可有效减小外界干扰，提高温度稳定性。在实际电路中采用电阻串联分压模式，设定两个阈值U1和U2(U1U2)，通过阈值比较电路将偏差e(t)(设定值r(t)与测量值c(t)的差值)，与两个阈值比较后，输出两个控制量分别控制开关K1和K2的通断。当e(t)U1时，取消比例作用；当U1e(t)U2时，比例积分同时作用；当e(t)>U2时，为防止积分饱和而取消积分作用。PI加和后输出μ(t)驱动TEC，数值为正时加热，且数值越高加热功率越大；为负时制冷，且绝对值越大制冷功率越大，如图3所示。