一种脉冲激光功率采集和控制系统的设计

数字式PID控制是一种采样控制，需根据采样时刻的偏差量计算输出控制量，e(k)=s(k)-r(k)。然后经过对偏差e(k)进行比例、积分、微分，可到控制量。
3．2．2 PID参数特性
P(比例)：比例系数加大，系统的动作灵敏，速度加快，稳态误差减小，但如果比例系数偏大的话又会导致振荡次数加多，调节时间加长。
I(积分)：积分会使系统的稳定性下降，但能消除稳态误差，提高系统的控制精度。
D(微分)：微分作用可以改善动态特性，微分系数偏大，超调量较大，调节时间较长，微分系数偏小时，超调量也会变大，调节时间变长。所以只有微分系数合适时才能使超调量较小，减短调节时间。
3．2．3 增量PID控制算法和程序流程

式中u(k)为第k次采样时刻输出，△u(k)为第k次采样时的输出增量，在计算控制中，通过参数整定，参数都可以求出，所以实际控制中只需要求出e(k)，e(k-1)，e(k-2)三个有限偏差值就可以求出控制增量。图7为其流程图。

3．2．4 PID参数的确定
PID控制最困难的部分是比例、积分、微分三个参数的设置与调整。编程时只是设定大概的数值，然后通过PID参数特性进行反复的现场调试，最终找到相对理想的参数值。通过PID参数特性可以得到不同效果PID参数调节的情况。表1和表2分别为调节情况表和测试数据表。

3．3 测试数据分析
通过数据分析可得，功率一般保持在0．2W以内。稳定性满足要求。最终实现了功率的稳恒输出。

4 小结
本设计对脉冲激光功率的采集及处理做了较为详细的介绍，主要从软件和硬件两个方面给予了说明。最终实现了脉冲光功率的稳定输出，为脉冲激光器控制系统的设计做了充分的准备，实验结果较为理想。本设计也可用在其他脉冲信号的处理方面。