PID温控方法、PID温控系统及波长选择开关技术方案

本发明专利技术提供了一种PID温控方法，用于控制波长选择开关的腔体中心的温度，包括：温度传感器对加热片进行温度测量并将测得的加热片温度传输至控制器；所述控制器接收所述加热片温度并通过所述加热片温度计算所述波长选择开关的腔体中心的实时温度，所述控制器对所述波长选择开关的腔体中心的实时温度进行比例调节和积分调节后汇总输出控制信号至执行器，其中，所述控制器对所述波长选择开关腔体中心的实时温度进行积分调节之前对所述波长选择开关腔体中心的温度进行积分分离；所述执行器根据所述控制信号控制所述波长选择开关的腔体中心的温度达到目标温度。解决传统PID算法超调时间过大的问题；增加了温度控制的稳定性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
PID温控方法、PID温控系统及波长选择开关


[0001]本专利技术涉及温度自动控制
，特别涉及一种PID温控方法、PID温控系统及波长选择开关。

技术介绍

[0002]波长选择开关(Wavelength Selective Switch，WSS)是光纤通信中的核心部件之一。根据实现技术的不同，可以分为MEMS（Micro
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Electro
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Mechanical System，微机电）、PLC（Programmable Logic Controller，可编程逻辑控制器）、DLP（Digital Light Processing，数字光处理）、LCOS（Liquid Crystal on Silicon，硅基液晶）四种。
[0003]目前市场上80%以上的波长选择开关采用LCOS技术，而LCOS是基于液晶分子角度的变化来工作，这种波长选择开关对于环境温度的影响也是最为敏感，要求也最高。光通讯领域要求波长选择开关在启动之后迅速达到指定温度，并且保持恒温，在外界出现干扰源的时候也能够快速恢复。而且，波长选择开关的发展方向越来越趋于小型化、集成化，留给温控系统的空间越来越小，因而温控系统处理器和执行器可利用的空间也越来越小。波长选择开关温控系统的快速性、准确性要求越来越高，而能够使用的空间资源、算力资源越来越少。波长选择开关的温控系统采用PID温控算法，现有的PID温控算法的积分项会累计控制差值。在波长选择开关中，起始温度与目标温度一般有较大差距，加热时间较长，导致PID积分项的值很大，在控制温度达到预定值之后，会有较大的超调，超调部分需要依靠积分项的负值来对冲，又导致超调时间很长。现有的PID温控算法耗时较长，很难满足日益发展的波长选择开关的温控要求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种PID温控方法、PID温控系统及波长选择开关，以解决在波长选择开关的狭小空间和有限算力条件下，难以快速、准确控制环境温度的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种PID温控方法，用于控制波长选择开关的腔体中心的温度，包括：温度传感器对加热片进行温度测量并将测得的加热片温度传输至控制器；所述控制器接收所述加热片温度并通过所述加热片温度计算所述波长选择开关的腔体中心的实时温度，所述控制器对所述波长选择开关的腔体中心的实时温度进行比例调节和积分调节后汇总输出控制信号至执行器，其中，所述控制器对所述波长选择开关腔体中心的实时温度进行积分调节之前对所述波长选择开关腔体中心的温度进行积分分离；所述执行器根据所述控制信号控制所述波长选择开关的腔体中心的温度达到目标温度。
[0006]可选的，所述积分调节的积分项为波长选择开关的腔体中心的实时温度与目标温度的温度差。
[0007]可选的，所述积分调节的积分项包括非关键的积分项和关键的积分项，所述非关
键的积分项为波长选择开关的腔体中心的实时温度与目标温度的温度差大于或者等于预设阈值的积分项，所述关键的积分项为波长选择开关的腔体中心的实时温度与目标温度的温度差小于预设阈值的积分项，对积分项进行积分分离，以过滤非关键的积分项，保留关键的积分项。
[0008]可选的，所述预设阈值为1摄氏度
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1.5摄氏度。
[0009]可选的，所述控制器通过加热片温度计算出波长选择开关的腔体中心的实时温度的公式为其中，Q为空气的导热效率，为空气的导热系数，A为波长选择开关的腔体的导热面积，t为第一加热片温度与波长选择开关的腔体中心的温度的温度差，n为波长选择开关的腔体中心点到第一加热片的距离。
[0010]可选的，在对积分项进行积分调节之前还包括对积分项进行离散化，离散化公式如下： 其中，y 表示输出控制量，Kp、Ki、Kd表示PID系数，e(k)表示波长选择开关的腔体中心的实时温度计算值
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目标温度值，表示从第一次计算到当前次的差值之和，表示当前次差值和上一次差值的差。
[0011]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种PID温控系统，包括控制器和执行器，所述控制器用于接收加热片温度并计算波长选择开关的腔体中心的实时温度，以及对所述波长选择开关的腔体中心的实时温度进行比例调节以及积分分离和积分调节后汇总输出控制信号，所述执行器用于根据所述控制信号控制所述波长选择开关腔体中心的温度到达目标温度。
[0012]可选的，所述执行器包括第一加热片和第二加热片，所述第一加热片和第二加热片平行并列设置，所述第一加热片和第二加热片用于对波长选择开关的腔体进行加热。
[0013]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供一种波长选择开关，包括上述任一项所述的PID温控系统、光学器件以及波长选择开关的腔体，所述光学器件位于所述波长选择开关的腔体内，所述PID温控系统用于调节所述波长选择开关的腔体中心的温度。
[0014]可选的，所述波长选择开关的腔体包括相对布置的上壁和下壁，所述波长选择开关的的腔体的上壁和下壁上设置有散热棉。
[0015]与现有技术相比，本专利技术的有益效果如下：在本专利技术提供的PID温控方法、PID温控系统及波长选择开关，所述控制器通过加热片温度计算出波长选择开关的腔体中心的实时温度，所述控制器对所述波长选择开关的腔体中心的实时温度进行比例调节和积分调节后汇总输出控制信号至执行器，以控制所述波长选择开关的腔体中心的温度，通过在积分调节前对所述波长选择开关的腔体中心的温度进行积分分离，以过滤非关键的积分项，仅计算关键的积分项，可以解决传统PID算法超调时间过大的问题；通过测量加热片的温度利用热力学公式计算波长选择开关的腔体中心的实时温度，增加了温度控制的稳定性；进一步的，所述PID温控系统的执行器包括第一加
热片和第二加热片，所述第一加热片和第二加热片同时加热，增加的温控效率。
附图说明
[0016]图1是本专利技术实施例的PID温控系统示意图；图2是本专利技术实施例的PID温控方法流程图；图3是本专利技术实施例的PID温控原理图；图1
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3中，10
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控制器；10a
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控制器输入端；10b
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控制器输出端；10c
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印刷电路板；11执行器；11a
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第一加热片；11b
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第二加热片；12
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温度传感器。
具体实施方式
[0017]以下结合附图和具体实施例对本专利技术提出的PID温控方法、PID温控系统及波长选择开关作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0018]本实施例提供一种波长选择开关，包括PID温控系统和光学器件（图中未示出），以及光学器件所在的波长选择开关的腔体（图中未示出），所述光学器件与所述执行器11相邻，所述光学器件所在的波长选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种PID温控方法，用于控制波长选择开关的腔体中心的温度，其特征在于，包括：温度传感器对加热片进行温度测量并将测得的加热片温度传输至控制器；所述控制器接收所述加热片温度并通过所述加热片温度计算所述波长选择开关的腔体中心的实时温度，所述控制器对所述波长选择开关的腔体中心的实时温度进行比例调节和积分调节后汇总输出控制信号至执行器，其中，所述控制器对所述波长选择开关腔体中心的实时温度进行积分调节之前对所述波长选择开关腔体中心的温度进行积分分离；所述执行器根据所述控制信号控制所述波长选择开关的腔体中心的温度达到目标温度。2.如权利要求1所述的PID温控方法，其特征在于，所述积分调节的积分项为波长选择开关的腔体中心的实时温度与目标温度的温度差。3.如权利要求2所述的PID温控方法，其特征在于，所述积分调节的积分项包括非关键的积分项和关键的积分项，所述非关键的积分项为波长选择开关的腔体中心的实时温度与目标温度的温度差大于或者等于预设阈值的积分项，所述关键的积分项为波长选择开关的腔体中心的实时温度与目标温度的温度差小于预设阈值的积分项，对积分项进行积分分离，以过滤非关键的积分项，保留关键的积分项。4.如权利要求3所述的PID温控方法，其特征在于，所述预设阈值为1摄氏度
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1.5摄氏度。5.如权利要求1所述的PID温控方法，其特征在于，所述控制器通过所述加热片温度计算出波长选择开关的腔体中心的实时温度的公式如下：其中，Q为空气的导热效率，为空气的导热系数，A为波长选择开关的腔体的导热面积，t为第一加热...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐峰，李光源，林正华，黄小龙，
申请(专利权)人：上海钜成锐讯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：