激光器的工作温度是必不可少的。种设计用于激光器工作温度的控制模块，以提高激光器的稳定性。
套半导体温度控制系统。验结果表明，固态制冷温度控制系统可通过PID算法为激光器提供所需的工作温度，精度可达±0.1℃。[关键词]温度控制; STM32; A / DD / A; PID算法;前言LabVIEW温度控制系统受环境温度的影响很大，因为在温度调节过程中惯性很重要，有效快速调节温度的上升或下降是有问题的。前，已知的温度控制系统具有成本高，精度低和灵活性低的缺点。应于这些问题，系统可以在工作过程中的任何时间改变极性，从而允许精确控制设定温度值。件系统设计本设计发送温度下收集经由微型精确温度变送器HX-RS HSW1204C微电脑芯片STM32连接至PT 100的STM32转换收集的上部屏幕的计算机上的温度值和收藏。度值被存储为SP，SP当前温度值从AP设定值减去并传送到PID控制器的STM32执行数字 - 模拟转换为m PID输出信号（t）和的函数传输到TTC-DS控制模块，TTC-DS命令。TEC模块命令。量部分：微型温度变送器高精度的Pt100和HX-RS-HSW1204C，输出信号是电压信号，工作电压为±24V时，输出为0-5V，相应的温度范围为-40 -100℃，温度和电压是线性的并且采集的精度可以达到0.05℃。T100在高稳定性能和温度传感器与-200的工作范围Pt100是具有正电阻率的电阻温度检测器，其电阻和温度之间的关系如下：其中= 0.00392，或100（0°C时的电阻），对应于摄氏度[1]。感器发射器通常包括信号转换器和传感器。量单位，信号处理和转换单元是信号转换器的主要部件。了获得由温度值转换的电压值，pt100连接到温度变送器。度变送器有两个传感器用于测量温差，输出信号与温差有特定的关系，普通电信号或物理信号被转换成通信协议或标准电信号输出。流发送器将测试主电路的AC电流转换为标准恒流环路信号，并将其连续提供给接收设备。们使用提供标准电压的变送器。度获取信号处理电路如图1所示。2冷却电路图TEC半导体冷却膜的冷却也称为热电冷却，电子冷却或热电冷却。态制冷是基于热电现象的冷却方法。耳帖效应的原理用于实现制冷。
引入的塞贝克效应的发展如下：两种不同的材料A和B的接触点是在不同的温度T1和T2以及潜在VAB [2]是在断裂点产生，如图图。2.与塞贝克发现，在一定温度范围内的尺寸是成比例的温度差和比例系数由的电位中的温度差为b的系数比表示被称为系数来自塞贝克。采用两种均质材料时，它们的电动势被消除，它们的贡献可以分开。种材料都有自己的塞贝克系数，称为塞贝克绝对系数。耳帖发现相反的效果，珀耳帖效应：当电流I以两种异质材料的闭合回路中流动，该热量是在材料的一个端部被吸收并释放到另一端。种吸收或释放的热量称为Peltier热量，电流的方向决定了它是吸收热量还是放热。小由公式给出。耳帖系数，这是关系到电动势温度差的速率是构成环路，其在结温度的两种材料的强度速率电动势温度差。
该系统选择的TEC1-12715半导体制冷芯片属于大功率制冷芯片。冷板在制冷侧的一侧以加热方式工作，必须确保良好的散热效果。作期间冷却部件的热侧。侧的温差会影响冷却箔的效果[3]。3和图4示出了系统中使用的TEC的电压，电流和功率与TEC两侧之间的温差之间的关系。们使用TEC驱动器控制模块型号TTC-DC15-10A12V-DS（称为TTC-DS），将DC输入电压为15 V（电流通过TEC来确定），则双极性电压输出为± 12V，最大电流为10A（见图）。5）每个引脚的功能如下：PIN7：熔丝状态输出。电平= ERROR，高电平= OKPIN6：驱动器输出电压的控制端。DC 0-2.4V，0-12V控制驱动器输出（或其他）PIN5：驱动器使能输入。活低电平，正常= OFF。PIN4：改变播放器的极性。水平=冷却，低水平=加热。PIN3：TEC电流监视器输出，0-2.4 V（或其他）。PIN2：TEC电压监视器输出，0-2.4 V（或其他）。PIN1：GND，接地回路。件和算法在该系统中，标称CT电流不超过15A，我们控制在10A以下，并在程序执行期间连续评估电流。所收集的温度值不等于设定值时，数字控制输出STM32由PID控制器控制，以实现动态的闭环控制，从而执行温度控制的目标。软件的流程图如图6所示.PID算法：PID是一种常用的控制器。于环境因素的干扰，系统必须进行闭环控制，以便能够持续控制现场，必须连续进行整个过程的控制和调整。果环境温度和激光功率发生变化，温度传感器组件会将更改值发送到PID控制器输入并将其与设定值进行比较以获得差值。据偏差值和预设设置设置控制器。旦施加参数，就发出控制信号，该控制信号改变调节器，使得温度趋于达到温度调节的设定值。PID具有更加积分的比例加差动控制功能。制间隙用作PID控制的输入，由设定值和实际输出值组成，作为PID控制器的输出和受控对象。制法的PID控制器可以表示为如下：其中： - 控制器的比例系数， - 所述控制器的积分时间，也被称为积分系数， - 所述控制器的时间差，也称为差分系数。算机控制需要数字PID我们将PID控制器传递函数中的微分和积分项离散化，以确定PID的数字实现。于差异结合，后差速器规则的应用如下：类似地，对于全部链路：把它们加起来：据此，数字控制器或微处理器能够被用来实现PID控制器[4 ]。置PID算法使用模拟PID算法[5]代表连续时间的一系列采样时间点，由矩形的数字方法取代了积分并替换满第一阶的微分近似，也就是说：合成上面的三个公式。
以获得离散表达式：在上面的公式中，在第一和第二时刻获得的偏转信号分别对应于采样周期，即采样数，= 1，2，3，4。...可以看出，位置PID控制算法有一些缺点，因为使用了完整的输出。此，输出链接到先前的状态，并且计算是累积的。行器的实际位置偏差用作计算机的输出控制值，冷库安装如果温度传感器发生故障，则变化可能很大。规模的变化将导致TEC驱动器模块的输出发生显着变化。
种情况的后果非常严重。避免这种情况，可以使用增量PID算法。量PID算法增量PID控制算法的原理是使致动器是不控制量的绝对值，但是控制量，这是由递归原理衍生的增量：增量PID算法：本文中使用的这是一种增量PID控制算法。验数据和分析按照规则齐格勒 - 尼科尔斯[6]上PID控制器设定，以纯的比例作用获得的临界振荡过程中，关键的比例和关键时期的值被确定，则该参数根据经验公式计算调节器的数量。体价值。时，结合4：1 [7]缓解方法，积分时间最大化，微分时间设置为零。旦要调整的系统稳定，逐渐降低比例并观察出口温度值和调整过程的波动，直到达到缓解过程4：1。
录衰减比例4：1和运行周期根据经验公式，找到每个控制器参数的具体值，然后将三个参数添加到控制器中进行控制。温度被设定为30℃，由主计算机中显示的温度示于图7和8图7和8表明，该系统具有良好的动态和稳定的性能，并且其上升和调节时间小，略有超调，控制精度为±0.1℃。果表明系统采用增量PID调节：当比例系数等于1.848时，积分系数等于1.5E-6且微分系数等于30，系统可以达到最佳效果。7温度显示波形图图8温度精度图结论本设计从硬件结构和软件算法中介绍了基于STM32的温度控制系统.PID控制的数字输出值用于实现温度控制，提高系统精度。组固态冷却器的对称安装允许半导体实现最佳冷却。在调试过程中稳定工作，具有很强的抗干扰能力。统采用该系统，可方便地应用于需要精确温度控制的其他领域。考文献[1]吴建平。感器的原理和应用[M]。京：机械工业出版社，2011。2]徐德生。冷与半导体应用技术[M]。海：上海交通大学出版社，1992。3通Hanwei.Conception和实现的半导体冰箱[d]气候控制系统。汉：华中科技大学2010. [4] T，乻tr歮-H，Halgglund C.何W¯¯K.自动调整和适应PID控制器 - 调查[J]] .FTP工程，1993.1（4）：699至714 [5]王魏，张景涛，柴天佑。查先进PID整定方法[J] .Acta自动化学报，2000.26（3）：347- 355。
6]自动调节系统和PID控制的白Zhigang.Analyse [M]。学工业出版社[7]邱莉，曾桂珍。种PID控制器参数设定方法的比较研究[J]。应用，2005，24（11）：56〜59作者幽梦影（1980年 - ），女，硕士，实验，主要研究方向：自动控制技术，目标识别。
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