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_2

文档序号:8942245阅读:来源:国知局
习的控制方法,能够在不需要人工干预的情况下,克服温度、器件老化等因素对光衰减器精度的影响。
【附图说明】
[0014]图1是现有技术的逐步逼近式闭环控制光路示意图。
[0015]图2是本发明实施例的待标定队列示意图。
[0016]图3是本发明实施例的标定完成队列示意图。
[0017]图4是本发明实施例的衰减自动标定过程示意图。
[0018]图5是本发明实施例的衰减快速控制过程及智能自学习过程示意图。
【具体实施方式】
[0019]为了使本发明实施例的目的、技术方案、优点更加清晰,下面将结合本发明实施例和附图来介绍本发明的技术方案。
[0020]本发明的设计主要包括三个部分: 1.衰减自动标定过程,为本发明技术方案的准备阶段,在时间上必须在最前面,为后面两个阶段的工作提供控制队列数据,该过程只需要进行一次;
2.衰减快速控制过程,根据使用的目标衰减值,借助衰减自动标定提供的数据队列实现功能,每更新一次目标衰减值或者外部光路环境的改变造成当前实践衰减值和目标衰减值有偏差时,就会自动启动衰减快速控制;
3.智能自学习过程,学习过程是链接在衰减快速控制过程的设置部分之后,当自动衰减控制过程中依据数据队列的计算值和实际锁定设定衰减时的设置值有偏差时,进行计算纠正更新数据队列的过程,每一次衰减快速控制结束后都会进行一次智能自学习过程,以便一旦出现偏差就进行数据更新。
[0021]1.衰减自动标定过程
参见图4,实施例的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, Ρ2,...Ρηο
[0022]实施例载入外部配置参数,确定此可调光衰减器待标定的衰减值队列(图2),记为待标定队列。待标定队列里的衰减值从小到大排列,设有η个衰减值,依次为P1, P2, P3,P4...Pn0采用外部载入方式可以使应用方案更具灵活性。
[0023]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通过设置可调。
[0024]具体实施时,可以调整光衰减器的电压、角度、位置等参数,先将可调光衰减器的衰减值设置为最小值O。实施例调整光衰减器的驱动电压,调整其他参数的实现方式相同。
[0025]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,...Βηο
[0026]实施例中以硬件支持的最小步长逐步增加驱动电压的设置值,采样实际应用中可调光衰减器光路(图1)中的前后光功率,当可调光衰减器的实际衰减值达到或超过(大于等于)当前需要标定队列里的最小值(即待标定队列里的当前最小值)Ρ_ (因为待标定队列里的衰减值从小到大排列,min依次为1,2,3...η)时,记录当前驱动电压为此待标定的衰减值对应的标定电压,同时将这个标定衰减值移至标定完成队列(图3)同时填充对应的标定电压。标定完成队列如图3所不,存储有标定发减值Q1, Q2, Q3, Q4...Qn和相应的标定电压V1, V2, V3, V4...Vn。
[0027]步骤1.4:重复步骤1.3,直到待标定队列为空时,表示衰减自动标定过程结束。
[0028]2.衰减快速控制过程
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,如表示目标衰减值落在QjPQlrt之间(其中m为搜索中确认),即处于区间[Q?,Qn+1) 0
[0029]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Btoget=Bni+(Qtarget-Qm) / Un1) X (Bm+1_Bm)0
[0030]实施例通过分段线性插值查询方法依据标定完成队列计算目标衰减值对应的目标设置电压 Vtarget=Vni+ (Qtarget-Qn) / (Qn+1-Qn) X (vn+1-vn)o 流程中,常用 * 表示 X。分段线性插值的原理是,采用插值点用折线段连接起来逼近真实的函数曲线。
[0031]步骤2.3: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BMt。
[0032]实施例将目标设置电压Vta_作为驱动电压进行设置,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电压VMt。此时逐步逼近式闭环控制方式采用现有技术中已有的逐步逼近式闭环控制的基本步骤即可。
[0033]3.智能自学习过程
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。
[0034]实施例在衰减快速控制方法的步骤2.3中设置目标电压完成后,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超过(大于)设定阈值,判定标定完成队列需要修正,继续执行后续步骤完成自学习过程,否则认为当前标定完成队列依然有效无需修正,暂不需进行后续步骤。
[0035]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Qn^ Q target< Q η+ι,则需修正成员为Qni和其对应的标定参数值。
[0036]实施例确认需修正的标定完成队列成员,如Qni彡Qta_t< Qlri,即处于区间[Qni,Qn+1),则需修正成员为Qni和其对应的标定电压。
[0037]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BMt,计算 Qni修正后对应的标定参数值 B ^Bni=Bset- (Qtarget-Qn) / (Qrt-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。
[0038]实施例依据衰减快速控制方法步骤2.3中微调完成后的设置电压Vset,计算Qni修正后对应的标定电压 V?,Vni=Vset- (Qtarget-Qn)/ (Q^1-Qtarget)X (vn+1-vset)o 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。学习中已更新标定完成队列,下次执行衰减快速控制时就会调用该次更新的队列。
[0039]实施例的衰减快速控制过程和智能自学习过程实现可参见图5。
[0040]具体实施时,本领域技术人员可以采用软件技术实现上述方法中具体过程的自动运行,也可以采用模块化方式提供相应系统。本发明实施例还提供一种基于自动标定和智能学习的可调光;S减器控制系统,包括;S减自动标定t旲块、发减快速控制t旲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
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