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用于紫外光谱仪的探测器温度控制系统
蒋雪
*
侯汉
马庆军
林冠宇
作者单位
摘要
中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所, 吉林 长春 130033
为了降低探测器的噪声与暗电流,使光谱仪的CMOS探测器能获得更准确的光谱曲线,设计了探测器温度控制系统。本系统核心采用基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)的增量式比例-积分-微分(PID)控制算法。在传统控制算法的基础上,增加了抗积分饱和控制,并且在PID算法的前端增加了对目标值的过渡过程。该系统在实现探测器温度变化速率可控的同时,也解决了超调过大的问题。多次整机环境实验结果表明:在轨环境温度条件下,40 °C温差范围内该系统可以控制探测器以指定温变速率(4.5±0.05) °C/min达到任意温度;并且可在该温度下稳定工作;温度变化范围为±0.1 °C。相比于传统模拟PID控制方法,其具有灵活度高,稳定性强等优点。当制冷到−10 °C时,探测器的噪声得到了有效抑制。
增量式PID算法
抗积分饱和
输入过渡过程
噪声
incremental PID
anti-integral saturation
input transition process
noise
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中国光学
2024, 17(1): 209
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