基于遗传算法自整定和Smith预估的电子倍增电荷耦合器件温控系统设计

作     者：高帅 杨少华 郭明安 李刚 严明 罗通顶 刘璐 GAO Shuai;YANG Shao-hua;GUO Ming-an;LI Gang;YAN Ming;LUO Tong-ding;LIU Lu

作者机构：西北核技术研究所西安710024 

基　　金：国家自然科学基金(11475138)资助 

出 版 物：《科学技术与工程》 (Science Technology and Engineering)

年 卷 期：2016年第16卷第29期

页      码：260-265页

摘      要：针对电子倍增电荷耦合器件(EMCCD)温度控制过程的时间滞后特性,根据热力学理论建立整个系统的数学模型,利用有限元仿真方法得到其传递函数,在此基础上采用遗传算法实现PID控制参数的在线自适应整定,同时结合Smith预估控制补偿由滞后环节产生的时间迟滞。采用Matlab对控制算法进行仿真分析,结果表明该方法较常规PID控制方法具有调整时间短、超调量小、抗干扰能力强等优点。设计基于单片机和TEC驱动模块的硬件电路将控制算法应用于EMCCD温度控制系统,相机实际制冷温度可达(-12±0.1)℃,图像本底噪声方差仅为18。实际应用结果表明温度控制系统是提升EMCCD相机成像性能的有效方法。

主 题 词：PID 遗传算法 Smith预估 温度控制 电子倍增电荷耦合器件(EMCCD) 

学科分类：0711[理学-心理学类] 07[理学] 08[工学] 081104[081104] 0811[工学-水利类] 071102[071102] 081103[081103] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1671-1815.2016.29.045

馆 藏 号：203208218...