基于自動(dòng)標(biāo)定和智能學(xué)習(xí)的可調(diào)光衰減器控制方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于可調(diào)光衰減器控制技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于自動(dòng)標(biāo)定和智能學(xué)習(xí)的可調(diào)光衰減器控制方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)前可調(diào)光衰減器的控制方法主要有逐步逼近式閉環(huán)控制和按照標(biāo)定值開環(huán)控制兩種。
[0003]逐步逼近式閉環(huán)控制的基本步驟如下:
步驟1:采樣可調(diào)光衰減器所處光路(圖1)前后的光功率，獲取實(shí)際的光功率衰減值；圖1中，VOA表示可調(diào)光衰減器(variable optical attenuator)，F(xiàn)1D表示光電探測(cè)器(photodetector), PDl標(biāo)識(shí)VOA器件前的光電探測(cè)器，PD2標(biāo)識(shí)VOA器件后的光電探測(cè)器；步驟2:根據(jù)實(shí)際光功率衰減值與目標(biāo)衰減值的比較，計(jì)算調(diào)整的方向和幅度；
步驟3:以步驟2的計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，驅(qū)動(dòng)可調(diào)光衰減器的控制單元，執(zhí)行一次衰減值的調(diào)整；
步驟4:重復(fù)步驟I到步驟3，直到實(shí)際光功率衰減值與目標(biāo)光功率衰減值的差值在可接受沮圍內(nèi)，即完成調(diào)整。
[0004]此控制方法的主要缺點(diǎn)是:
1.調(diào)整需要的時(shí)間不固定，當(dāng)目標(biāo)衰減值與實(shí)際衰減值相差較大時(shí)，調(diào)整時(shí)間長(zhǎng)，效率低。
[0005]2.調(diào)整的步長(zhǎng)、穩(wěn)定度、調(diào)整時(shí)間、精度等相互制約，需要反復(fù)權(quán)衡，有時(shí)難以同時(shí)獲得較好的效果。
[0006]按照標(biāo)定值開環(huán)控制的基本思想如下:
在可調(diào)光衰減器的制作過(guò)程中，使用計(jì)算機(jī)、光源、光功率探測(cè)器等裝置，以一定的衰減間隔(例如0.5dB)記錄下各衰減值對(duì)應(yīng)的電壓、角度、位置等參數(shù)，制成一張衰減對(duì)照表，通過(guò)計(jì)算機(jī)寫入到光衰減器裝置的存儲(chǔ)器中。在使用時(shí)，根據(jù)目標(biāo)衰減值在衰減對(duì)照表中查找最接近的衰減值，根據(jù)其對(duì)應(yīng)的記錄數(shù)據(jù)，設(shè)置光衰減器的電壓、角度、位置等，獲得一個(gè)與目標(biāo)值接近的衰減值。
[0007]此控制方法的主要缺點(diǎn)是:
1.長(zhǎng)期精度和穩(wěn)定度差，無(wú)法修正由于溫度、器件老化等帶來(lái)的額外誤差；
2.調(diào)整的精度要求越高，衰減對(duì)照表的規(guī)模越大，需要耗費(fèi)的人工和存儲(chǔ)器就越大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于自動(dòng)標(biāo)定和智能學(xué)習(xí)的可調(diào)光衰減器控制方法及系統(tǒng)。
[0009]本發(fā)明技術(shù)方案提供一種基于自動(dòng)標(biāo)定和智能學(xué)習(xí)的可調(diào)光衰減器控制方法，包括衰減自動(dòng)標(biāo)定過(guò)程、衰減快速控制過(guò)程和智能自學(xué)習(xí)過(guò)程， 所述衰減自動(dòng)標(biāo)定過(guò)程包括以下步驟，
步驟1.1，確定待標(biāo)定隊(duì)列，所述待標(biāo)定隊(duì)列里的衰減值從小到大排列，設(shè)有η個(gè)衰減值，依次記為P1, P2，...Pn;
步驟1.2，通過(guò)設(shè)置可調(diào)光衰減器的參數(shù)，先將可調(diào)光衰減器的衰減值設(shè)置為最小值
O ；
步驟1.3，以最小步長(zhǎng)逐步增加可調(diào)光衰減器的參數(shù)設(shè)置值，采樣可調(diào)光衰減器光路中的前后光功率，當(dāng)可調(diào)光衰減器的實(shí)際衰減值大于等于待標(biāo)定隊(duì)列里的當(dāng)前最小值？_時(shí)，記錄當(dāng)前參數(shù)設(shè)置值為此待標(biāo)定的衰減值對(duì)應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值，同時(shí)將這個(gè)衰減值從待標(biāo)定隊(duì)列移至標(biāo)定完成隊(duì)列，同時(shí)填充對(duì)應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值，標(biāo)定完成隊(duì)列存儲(chǔ)有標(biāo)定衰減值Q1,Q2,...Qn和相應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值B D B2,...Bn;
步驟1.4，返回重復(fù)步驟1.3繼續(xù)以最小步長(zhǎng)逐步增加可調(diào)光衰減器的參數(shù)設(shè)置值進(jìn)行標(biāo)定，直到待標(biāo)定隊(duì)列為空時(shí)，衰減自動(dòng)標(biāo)定過(guò)程結(jié)束；
所述衰減快速控制過(guò)程包括以下步驟，
步驟2.1，搜索確認(rèn)目標(biāo)衰減值Qta_在標(biāo)定完成隊(duì)列中的位置，若有標(biāo)定衰減值Q ?和Qlrt滿足QAQ target< Q ?+1，表示目標(biāo)衰減值落在Qni和Q ?+1之間；
步驟2.2，依據(jù)標(biāo)定完成隊(duì)列計(jì)算目標(biāo)衰減值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)設(shè)置參數(shù)值Btogf3t=Bm+(Qtarget-Qm) / Un1) X (Bm+1_Bm);
步驟2.3，將目標(biāo)設(shè)置參數(shù)值Bta_t作為驅(qū)動(dòng)參數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，再通過(guò)逐步逼近式閉環(huán)控制方式完成目標(biāo)衰減值的微調(diào)，微調(diào)完成后得到設(shè)置參數(shù)值Bs^
所述智能自學(xué)習(xí)過(guò)程包括以下步驟，
步驟3.1，在衰減快速控制過(guò)程的步驟2.3中設(shè)置驅(qū)動(dòng)參數(shù)值完成后，通過(guò)采樣獲取當(dāng)前實(shí)際光衰減值，當(dāng)實(shí)際衰減值與目標(biāo)衰減值偏差大于相應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值，判定標(biāo)定完成隊(duì)列需要修正，進(jìn)入步驟3.2，否則結(jié)束當(dāng)前智能自學(xué)習(xí)過(guò)程；
步驟3.2，確認(rèn)需修正的標(biāo)定完成隊(duì)列成員，若有標(biāo)定衰減值Qni和Q ?+1滿足Q Q target< Q?+1，則需修正成員為Qni和其對(duì)應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值；
步驟3.3，依據(jù)衰減快速控制過(guò)程的步驟2.3中微調(diào)完成后的設(shè)置參數(shù)值B-，計(jì)算Qni修正后對(duì)應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值 B?，Bni=Bset- (Qtarget-Qn) / (Qlrt-Qtarget)X (Blr1-Bset);將計(jì)算值更新到標(biāo)定完成隊(duì)列對(duì)應(yīng)的位置，完成智能自學(xué)習(xí)過(guò)程。
[0010]而且，所述可調(diào)光衰減器的參數(shù)為驅(qū)動(dòng)電壓、角度或位置。
[0011]本發(fā)明提供一種基于自動(dòng)標(biāo)定和智能學(xué)習(xí)的可調(diào)光衰減器控制系統(tǒng)，包括衰減自動(dòng)標(biāo)定模塊、衰減快速控制模塊和智能自學(xué)習(xí)模塊，
所述衰減自動(dòng)標(biāo)定模塊包括以下單元，
待標(biāo)定衰減值輸入單元，用于確定待標(biāo)定隊(duì)列，所述待標(biāo)定隊(duì)列里的衰減值從小到大排列，設(shè)有η個(gè)衰減值，依次記為P1, P2,...Pn;
初始化單元，用于通過(guò)設(shè)置可調(diào)光衰減器的參數(shù)，先將可調(diào)光衰減器的衰減值設(shè)置為最小值O ;
標(biāo)定單元，用于以最小步長(zhǎng)逐步增加可調(diào)光衰減器的參數(shù)設(shè)置值，采樣可調(diào)光衰減器光路中的前后光功率，當(dāng)可調(diào)光衰減器的實(shí)際衰減值大于等于待標(biāo)定隊(duì)列里的當(dāng)前最小值Ρ_時(shí)，記錄當(dāng)前參數(shù)設(shè)置值為此待標(biāo)定的衰減值對(duì)應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值，同時(shí)將這個(gè)衰減值從待標(biāo)定隊(duì)列移至標(biāo)定完成隊(duì)列，同時(shí)填充對(duì)應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值，標(biāo)定完成隊(duì)列存儲(chǔ)有標(biāo)定衰減值Q1, Q2,...Qn和相應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值B D B2,...Bn;
標(biāo)定結(jié)束判斷單元，用于命令標(biāo)定單元繼續(xù)以最小步長(zhǎng)逐步增加可調(diào)光衰減器的參數(shù)設(shè)置值進(jìn)行標(biāo)定，直到待標(biāo)定隊(duì)列為空時(shí)，衰減自動(dòng)標(biāo)定模塊結(jié)束工作；
所述衰減快速控制模塊包括以下單元，
目標(biāo)搜索單元，用于搜索確認(rèn)目標(biāo)衰減值9-_在標(biāo)定完成隊(duì)列中的位置，若有標(biāo)定衰減值Qni和Q ?+1滿足Q ?彡Q target< Q n+1，表示目標(biāo)衰減值落在Qni和Q ?+1之間；
目標(biāo)設(shè)置參數(shù)值計(jì)算單元，用于依據(jù)標(biāo)定完成隊(duì)列計(jì)算目標(biāo)衰減值對(duì)應(yīng)的目標(biāo)設(shè)置參數(shù)值B
target
-Bm+ (Qtarget_Qm) / (Qm+「Qm) X (Bm+「Bm)；
目標(biāo)設(shè)置單元，用于將目標(biāo)設(shè)置參數(shù)值Bta_作為驅(qū)動(dòng)參數(shù)值進(jìn)行設(shè)置，再通過(guò)逐步逼近式閉環(huán)控制方式完成目標(biāo)衰減值的微調(diào)，微調(diào)完成后得到設(shè)置參數(shù)值Bs^
所述智能自學(xué)習(xí)模塊包括以下單元，
學(xué)習(xí)判斷單元，用于在衰減快速控制模塊的目標(biāo)設(shè)置單元中設(shè)置驅(qū)動(dòng)參數(shù)值完成后，通過(guò)采樣獲取當(dāng)前實(shí)際光衰減值，當(dāng)實(shí)際衰減值與目標(biāo)衰減值偏差大于相應(yīng)的預(yù)設(shè)閾值，判定標(biāo)定完成隊(duì)列需要修正，命令修正搜索單元工作，否則結(jié)束當(dāng)前智能自學(xué)習(xí)模塊的工作；
修正搜索單元，用于確認(rèn)需修正的標(biāo)定完成隊(duì)列成員，若有標(biāo)定衰減值QjPQlri滿足Qn^ Q target< Q η+ι,則需修正成員為Qni和其對(duì)應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值；
修正更新單元，用于依據(jù)衰減快速控制模塊的目標(biāo)設(shè)置單元中微調(diào)完成后的設(shè)置參數(shù)值 Bset，計(jì)算 Qni修正后對(duì)應(yīng)的標(biāo)定參數(shù)值 B ^Bni=Bset- (Qtarget-Qn)/ (Q^1-Qtarget)X (Bn+1-Bset)；將計(jì)算值更新到標(biāo)定完成隊(duì)列對(duì)應(yīng)的位置，完成智能自學(xué)習(xí)模塊的工作。
[0012]而且，所述可調(diào)光衰減器的參數(shù)為驅(qū)動(dòng)電壓、角度或位置。
[0013]本發(fā)明能夠克服以上兩種方法的缺點(diǎn)，能同時(shí)達(dá)到衰減調(diào)整時(shí)間短、精度高、節(jié)省人工、長(zhǎng)期精度和穩(wěn)定度好的效果。本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn):
1.用自動(dòng)標(biāo)定方式替代人工標(biāo)定，節(jié)約人工作業(yè)時(shí)間，減低成本；
2.智能自學(xué)