=Kp+Ki/s+Kd*s(1) Р 函数由比例(proportional)、积分(Integral)、微分(Differential)3部分Р�M成,Kp、Ki、Kd为对应的比例系数,3个参数互相独立,仿真结果容易实现,但在实验过程中,不管怎么调节其参数,都会产生一定的不足(超调大、积分饱和、响应慢),为此尝试结合遗传算法解决此问题。Р 遗传算法(ic Algorithm)是一类借鉴生物界的进化规律(适者生存,优胜劣汰遗传机制)演化而来的随机化搜索方法。首先随机产生一组潜在的解,该解称为“染色体”,解的特定集合称为“种群”,解中的变量称为“基因”。然后采用生物进化的过程(如染色体交叉、变异、淘汰等)对个体不断筛选,最后达到最优解,解决实际问题。Р 激光器一般工作在20℃左右,所以将标准温度设置为20℃,本文目标使其温差不超过2℃。将测量的温度Tn与设定温度T(20Р℃)之差作为新的函数输入,公式如下: Р U=Kp(Tn-T)+∑Ki(Ti-T)+Kd(Tn-Tn-1)(2) Р 软件系统流程如图7所示。Р 首先读取初始温度T0,当测量温度Tn小于设定温度T-2℃时,系统通过单片机控制PWM波占空比输出,使TEC制冷;如果设定温度T小于测量温度Tn,就运用遗传算法整定PID参数,利用整定结果调整制冷端口PWM波占空比输出,循环读取温度,不断进行调整。Р 2.2温度仿真Р 运用MATLAB进行仿真,从图8可以看出,用遗传算法整定后的PID温度控制系统响应速度快、超调小,能够迅速达到设定温度。仿真结果及性能指标如图8、表1所示。Р 3结语Р 本文基于遗传PID算法控制PWM输出,精确控制TEC制冷加热,防止温度过高导致波长飘移,控制精度高达0.5Р℃,满足实际需求。Р 设计的激光治疗仪体积小,重量轻,不仅适合医院使用,用户还可随身携带,安全性好,操作方便且省电,应用前景良好。
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