基于自动标定和智能学习的可调光衰减器控制方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于可调光衰减器控制技术领域，特别涉及一种基于自动标定和智能学习的可调光衰减器控制方法及系统。
【背景技术】
[0002]当前可调光衰减器的控制方法主要有逐步逼近式闭环控制和按照标定值开环控制两种。
[0003]逐步逼近式闭环控制的基本步骤如下:
步骤1:采样可调光衰减器所处光路(图1)前后的光功率，获取实际的光功率衰减值；图1中，VOA表示可调光衰减器(variable optical attenuator)，F1D表示光电探测器(photodetector), PDl标识VOA器件前的光电探测器，PD2标识VOA器件后的光电探测器；步骤2:根据实际光功率衰减值与目标衰减值的比较，计算调整的方向和幅度；
步骤3:以步骤2的计算结果为依据，驱动可调光衰减器的控制单元，执行一次衰减值的调整；
步骤4:重复步骤I到步骤3，直到实际光功率衰减值与目标光功率衰减值的差值在可接受沮围内，即完成调整。
[0004]此控制方法的主要缺点是:
1.调整需要的时间不固定，当目标衰减值与实际衰减值相差较大时，调整时间长，效率低。
[0005]2.调整的步长、稳定度、调整时间、精度等相互制约，需要反复权衡，有时难以同时获得较好的效果。
[0006]按照标定值开环控制的基本思想如下:
在可调光衰减器的制作过程中，使用计算机、光源、光功率探测器等装置，以一定的衰减间隔(例如0.5dB)记录下各衰减值对应的电压、角度、位置等参数，制成一张衰减对照表，通过计算机写入到光衰减器装置的存储器中。在使用时，根据目标衰减值在衰减对照表中查找最接近的衰减值，根据其对应的记录数据，设置光衰减器的电压、角度、位置等，获得一个与目标值接近的衰减值。
[0007]此控制方法的主要缺点是:
1.长期精度和稳定度差，无法修正由于温度、器件老化等带来的额外误差；
2.调整的精度要求越高，衰减对照表的规模越大，需要耗费的人工和存储器就越大。
【发明内容】
[0008]本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于自动标定和智能学习的可调光衰减器控制方法及系统。
[0009]本发明技术方案提供一种基于自动标定和智能学习的可调光衰减器控制方法，包括衰减自动标定过程、衰减快速控制过程和智能自学习过程， 所述衰减自动标定过程包括以下步骤，
步骤1.1，确定待标定队列，所述待标定队列里的衰减值从小到大排列，设有η个衰减值，依次记为P1, P2，...Pn;
步骤1.2，通过设置可调光衰减器的参数，先将可调光衰减器的衰减值设置为最小值
O ；
步骤1.3，以最小步长逐步增加可调光衰减器的参数设置值，采样可调光衰减器光路中的前后光功率，当可调光衰减器的实际衰减值大于等于待标定队列里的当前最小值？_时，记录当前参数设置值为此待标定的衰减值对应的标定参数值，同时将这个衰减值从待标定队列移至标定完成队列，同时填充对应的标定参数值，标定完成队列存储有标定衰减值Q1,Q2,...Qn和相应的标定参数值B D B2,...Bn;
步骤1.4，返回重复步骤1.3继续以最小步长逐步增加可调光衰减器的参数设置值进行标定，直到待标定队列为空时，衰减自动标定过程结束；
所述衰减快速控制过程包括以下步骤，
步骤2.1，搜索确认目标衰减值Qta_在标定完成队列中的位置，若有标定衰减值Q ?和Qlrt满足QAQ target< Q ?+1，表示目标衰减值落在Qni和Q ?+1之间；
步骤2.2，依据标定完成队列计算目标衰减值对应的目标设置参数值Btogf3t=Bm+(Qtarget-Qm) / Un1) X (Bm+1_Bm);
步骤2.3，将目标设置参数值Bta_t作为驱动参数值进行设置，再通过逐步逼近式闭环控制方式完成目标衰减值的微调，微调完成后得到设置参数值Bs^
所述智能自学习过程包括以下步骤，
步骤3.1，在衰减快速控制过程的步骤2.3中设置驱动参数值完成后，通过采样获取当前实际光衰减值，当实际衰减值与目标衰减值偏差大于相应的预设阈值，判定标定完成队列需要修正，进入步骤3.2，否则结束当前智能自学习过程；
步骤3.2，确认需修正的标定完成队列成员，若有标定衰减值Qni和Q ?+1满足Q Q target< Q?+1，则需修正成员为Qni和其对应的标定参数值；
步骤3.3，依据衰减快速控制过程的步骤2.3中微调完成后的设置参数值B-，计算Qni修正后对应的标定参数值 B?，Bni=Bset- (Qtarget-Qn) / (Qlrt-Qtarget)X (Blr1-Bset);将计算值更新到标定完成队列对应的位置，完成智能自学习过程。
[0010]而且，所述可调光衰减器的参数为驱动电压、角度或位置。
[0011]本发明提供一种基于自动标定和智能学习的可调光衰减器控制系统，包括衰减自动标定模块、衰减快速控制模块和智能自学习模块，
所述衰减自动标定模块包括以下单元，
待标定衰减值输入单元，用于确定待标定队列，所述待标定队列里的衰减值从小到大排列，设有η个衰减值，依次记为P1, P2,...Pn;
初始化单元，用于通过设置可调光衰减器的参数，先将可调光衰减器的衰减值设置为最小值O ;
标定单元，用于以最小步长逐步增加可调光衰减器的参数设置值，采样可调光衰减器光路中的前后光功率，当可调光衰减器的实际衰减值大于等于待标定队列里的当前最小值Ρ_时，记录当前参数设置值为此待标定的衰减值对应的标定参数值，同时将这个衰减值从待标定队列移至标定完成队列，同时填充对应的标定参数值，标定完成队列存储有标定衰减值Q1, Q2,...Qn和相应的标定参数值B D B2,...Bn;
标定结束判断单元，用于命令标定单元继续以最小步长逐步增加可调光衰减器的参数设置值进行标定，直到待标定队列为空时，衰减自动标定模块结束工作；
所述衰减快速控制模块包括以下单元，
目标搜索单元，用于搜索确认目标衰减值9-_在标定完成队列中的位置，若有标定衰减值Qni和Q ?+1满足Q ?彡Q target< Q n+1，表示目标衰减值落在Qni和Q ?+1之间；
目标设置参数值计算单元，用于依据标定完成队列计算目标衰减值对应的目标设置参数值B
target
-Bm+ (Qtarget_Qm) / (Qm+「Qm) X (Bm+「Bm)；
目标设置单元，用于将目标设置参数值Bta_作为驱动参数值进行设置，再通过逐步逼近式闭环控制方式完成目标衰减值的微调，微调完成后得到设置参数值Bs^
所述智能自学习模块包括以下单元，
学习判断单元，用于在衰减快速控制模块的目标设置单元中设置驱动参数值完成后，通过采样获取当前实际光衰减值，当实际衰减值与目标衰减值偏差大于相应的预设阈值，判定标定完成队列需要修正，命令修正搜索单元工作，否则结束当前智能自学习模块的工作；
修正搜索单元，用于确认需修正的标定完成队列成员，若有标定衰减值QjPQlri满足Qn^ Q target< Q η+ι,则需修正成员为Qni和其对应的标定参数值；
修正更新单元，用于依据衰减快速控制模块的目标设置单元中微调完成后的设置参数值 Bset，计算 Qni修正后对应的标定参数值 B ^Bni=Bset- (Qtarget-Qn)/ (Q^1-Qtarget)X (Bn+1-Bset)；将计算值更新到标定完成队列对应的位置，完成智能自学习模块的工作。
[0012]而且，所述可调光衰减器的参数为驱动电压、角度或位置。
[0013]本发明能够克服以上两种方法的缺点，能同时达到衰减调整时间短、精度高、节省人工、长期精度和稳定度好的效果。本发明具有以下优点:
1.用自动标定方式替代人工标定，节约人工作业时间，减低成本；
2.智能自学