專利名稱：高功率脈沖激光能量控制系統(tǒng)和控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及高功率脈沖激光系統(tǒng)，特別是一種高功率脈沖激光能量控制系統(tǒng)和控制方法。
背景技術(shù)：
在控制理論和技術(shù)不斷發(fā)展的今天，新產(chǎn)品、新理念和新技術(shù)層出不窮，他們不斷的被加速器控制系統(tǒng)所采用。加速器控制系統(tǒng)涉及計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、電子學(xué)技術(shù)、數(shù)字信號處理和反饋技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、控制系統(tǒng)開發(fā)和集成技術(shù)等，因此加速器控制系統(tǒng)的建立是一項復(fù)雜的系統(tǒng)工程。自動控制系統(tǒng)由自動控制裝置和被控制對象組成，被控對象的輸出為被控量，需要嚴(yán)格加以控制，使其維持為一個固定值，或按照指定規(guī)律運行，控制裝置是對被控對象實施控制作用的機(jī)構(gòu)，最常見的控制方式是負(fù)反饋控制系統(tǒng)。反饋控制的原理即，通過控制裝在對被控對象實施控制作用通過檢測被控變量的反饋信息，用來不斷修正被控變量與設(shè)定目標(biāo)值的偏差，從而對被控對象實施控制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種高功率激光脈沖能量控制系統(tǒng)和控制方法，該裝置利用以太網(wǎng)接口將能量計、步進(jìn)電機(jī)與計算機(jī)相互通信，適用范圍廣，可擴(kuò)展性好，并具有簡單易調(diào)整、控制精密、結(jié)果準(zhǔn)確等特點。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:—種聞功率脈沖激光能量的控制系統(tǒng)，特征在于:該系統(tǒng)由聞功率脈沖激光、半波片、精密步進(jìn)電機(jī)、脈沖能量計、取光鏡、反射鏡、計算機(jī)并通過以太網(wǎng)連接構(gòu)成，上述裝置位置關(guān)系如下:沿高功率脈沖激光的光路上依次是所述的半波片和取光鏡，所述的半波片受所述的精密步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，該精密步進(jìn)電機(jī)的控制端與計算機(jī)輸出端相連，在所述的取光鏡的反射光方向設(shè)置所述的反射鏡，在該反射鏡的反射光方向是所述的脈沖能量計，該脈沖能量計的輸出端與所述的計算機(jī)的輸入端相連。利用上述高功率激光脈沖能量控制系統(tǒng)對高功率激光脈沖能量的控制方法，該方法包括下列步驟:①設(shè)置所述的高功率激光脈沖能量控制系統(tǒng)并開通工作，根據(jù)實際需求，在所述的計算機(jī)設(shè)定所述的高功率激光脈沖能量的預(yù)期目標(biāo)能量值Gtl ；②計算機(jī)從所述的脈沖能量計讀取當(dāng)前脈沖能量值G1 ；③計算機(jī)計算當(dāng)前脈沖能量值G1與目標(biāo)能量值Gtl之間的能量差A(yù)G=(Gtl-G1)并控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動:當(dāng)AG > 0，電機(jī)向右調(diào)整，當(dāng)AG <0，電機(jī)向左調(diào)整；④計算機(jī)從所述的脈沖能量計(6)讀取當(dāng)前脈沖能量值Gi;⑤比較當(dāng)前脈沖能量值G11與目標(biāo)能量值Gtl,當(dāng)前脈沖能量值Gi與目標(biāo)能量值Gtl不相等，則返回步驟③；當(dāng)前脈沖能量值Gi與目標(biāo)能量Gtl相等，進(jìn)入步驟⑥；⑥調(diào)整結(jié)束。本發(fā)明的技術(shù)效果如下:本發(fā)明利用以太網(wǎng)接口將能量計，步進(jìn)電機(jī)，與計算機(jī)軟件相互通信，通過計算機(jī)遠(yuǎn)程控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動進(jìn)而到達(dá)控制脈沖激光能量的目的。同時，通過能量計實時反饋調(diào)整后的脈沖能量，進(jìn)而再次做出調(diào)整，形成閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。本發(fā)明具有適用范圍廣、可擴(kuò)展性好、調(diào)整簡易、控制精密、結(jié)果準(zhǔn)確等特點。


圖1是本發(fā)明高功率脈沖激光能量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖
具體實施例方式下面結(jié)合實例和附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明，但不應(yīng)以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。先請參閱圖1，圖1是本發(fā)明高功率脈沖激光能量控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。由圖可知，本發(fā)明高功率脈沖激光能量控制系統(tǒng)由高功率脈沖激光1、半波片2、精密步進(jìn)電機(jī)3、脈沖能量計6、取光鏡4、反射鏡5、計算機(jī)7并通過以太網(wǎng)連接構(gòu)成，上述裝置位置關(guān)系如下:沿高功率脈沖激光I的光路上依次是所述的半波片2和取光鏡4，所述的半波片2受所述的精密步進(jìn)電機(jī)3的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，該精密步進(jìn)電機(jī)3的控制端與計算機(jī)7輸出端相連，在所述的取光鏡4的反射光方向設(shè)置所述的反射鏡5，在該反射鏡5的反射光方向是所述的脈沖能量計6，該脈沖能量計6的輸出端與所述的計算機(jī)7的輸入端相連。利用上述高功率激光脈沖能量的控制系統(tǒng)對高功率激光脈沖能量的控制方法，特征在于該方法包括下列步驟:①設(shè)置所述的高功率激光脈沖能量的控制系統(tǒng)并開通工作，根據(jù)實際需求，在所述的計算機(jī)(7)設(shè)定所述的高功率激光脈沖能量的預(yù)期目標(biāo)能量值Gtl;②計算機(jī)實時讀取并且記錄脈沖能量計的當(dāng)前脈沖能量值G1 ；③計算機(jī)計算當(dāng)前脈沖能量值G1與目標(biāo)能量值Gtl之間的能量差A(yù)G=(Gtl-G1)并控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動:AG > 0，電機(jī)向右調(diào)整，AG < 0，電機(jī)向左調(diào)整；④計算機(jī)從所述的脈沖能量計(6)讀取調(diào)整后的脈沖能量值G1.;⑤比較調(diào)整后的脈沖能量值Gi與目標(biāo)能量值Gtl,當(dāng)該脈沖能量值Gi與目標(biāo)能量值
G0不相等，則返回步驟③；當(dāng)該脈沖能量值Gi與目標(biāo)能量Gtl相等，進(jìn)入步驟⑥；⑥調(diào)整結(jié)束。實驗表明，本發(fā)明利用以太網(wǎng)接口將能量計，步進(jìn)電機(jī)，與計算機(jī)軟件相互通信，通過計算機(jī)遠(yuǎn)程控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動進(jìn)而到達(dá)控制脈沖激光能量的目的。同時，通過能量計實時反饋調(diào)整后的脈沖能量，進(jìn)而再次做出調(diào)整，形成閉環(huán)自動控制系統(tǒng)。本發(fā)明具有適用范圍廣、可擴(kuò)展性好、調(diào)整簡易、控制精密、結(jié)果準(zhǔn)確等特點。
權(quán)利要求
1.一種聞功率脈沖激光能量的控制系統(tǒng)，特征在于:該系統(tǒng)由聞功率脈沖激光(I )、半波片(2)、精密步進(jìn)電機(jī)(3)、脈沖能量計(6)、串口轉(zhuǎn)以太網(wǎng)接口設(shè)備、取光鏡(4)、反射鏡(5)、計算機(jī)(7)并通過以太網(wǎng)連接構(gòu)成，上述裝置位置關(guān)系如下: 沿高功率脈沖激光(I)的光路上依次是所述的半波片(2)和取光鏡(4)，所述的半波片(2)受所述的精密步進(jìn)電機(jī)(3)的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，該精密步進(jìn)電機(jī)(3)的控制端與計算機(jī)(7)輸出端相連，在所述的取光鏡(4)的反射光方向設(shè)置所述的反射鏡(5)，在該反射鏡(5)的反射光方向是所述的脈沖能量計￠)，該脈沖能量計(6)的輸出端與所述的計算機(jī)(7)的輸入端相連。
2.用權(quán)利要求1所述的高功率激光脈沖能量的控制系統(tǒng)對高功率激光脈沖能量的控制方法，特征在于該方法包括下列步驟: ①按權(quán)利要求1設(shè)置所述的高功率激光脈沖能量的控制系統(tǒng)并開通工作，根據(jù)實際需求，在所述的計算機(jī)(7)設(shè)定所述的高功率激光脈沖能量的預(yù)期目標(biāo)能量值Gtl; ②計算機(jī)實時讀取并且記錄脈沖能量計的當(dāng)前脈沖能量值G1； ③計算機(jī)計算當(dāng)前脈沖能量值G1與 目標(biāo)能量值Gtl之間的能量差A(yù)G=(Gtl-G1)并控制步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動:AG > O，電機(jī)向右調(diào)整，AG < O，電機(jī)向左調(diào)整； ④計算機(jī)從所述的脈沖能量計(6)讀取調(diào)整后的脈沖能量值Gi; ⑤比較調(diào)整后的脈沖能量值( 與目標(biāo)能量值Gtl,當(dāng)該脈沖能量值Gi與目標(biāo)能量值Gtl不相等，則返回步驟③；當(dāng)該脈沖能量值珥與目標(biāo)能量Gtl相等，進(jìn)入步驟⑥； ⑥調(diào)整結(jié)束。
全文摘要
一種高功率脈沖激光能量的控制系統(tǒng)和控制方法，該系統(tǒng)由高功率脈沖激光、半波片、精密步進(jìn)電機(jī)、脈沖能量計、取光鏡、反射鏡、計算機(jī)并通過以太網(wǎng)連接構(gòu)成，沿高功率脈沖激光的光路上依次是所述的半波片和取光鏡，所述的半波片受所述的精密步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動旋轉(zhuǎn)，該精密步進(jìn)電機(jī)的控制端與計算機(jī)輸出端相連，在所述的取光鏡的反射光方向設(shè)置所述的反射鏡，在該反射鏡的反射光方向是所述的脈沖能量計，該脈沖能量計的輸出端與所述的計算機(jī)的輸入端相連。本發(fā)明具有適用范圍廣、可擴(kuò)展性好、調(diào)整簡易、控制精密、結(jié)果準(zhǔn)確等特點。
文檔編號H01S3/10GK103094827SQ201310016829
公開日2013年5月8日 申請日期2013年1月17日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月17日
發(fā)明者殷冰雨, 李國揚(yáng), 張生佳, 王江峰, 范薇 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所