一种灯丝电流的控制方法和装置的制造方法_4

文档序号:9755717阅读:来源:国知局
Ki)、微分系数Kd修正值(A Kd)。
[0087] 其中,解模糊处理是步骤302中的模糊化处理的逆运算,在此不再寶述。
[0088] 步骤305,利用控制参数修正值对控制参数进行修正。
[0089] 其中,控制参数可W为比例系数Kp,积分系数Ki和微分系数Kd。修正后的比例系数 Kp为修正前的比例系数与比例系数修正值(A Kp)之和,修正后的积分系数Ki为修正前的积 分系数与积分系数修正值(AKi)之和,修正后的微分系数Kd为修正前的微分系数与微分系 数修正值(A Kd)之和。
[0090] 其中,比例系数Kp,积分系数Ki和微分系数Kd的初始值由控制系统的特性决定,一 般根据经验及测试效果预先设置,在之后的运行过程中,不断使用当前得到的比例系数修 正值(AKp)对比例系数Kp进行修正,使用积分系数修正值(AKi)对积分系数Ki进行修正,使 用微分系数修正值(AKd)对微分系数Kd进行修正。
[0091] 基于上述过程,可W实现对比例系数Kp,积分系数Ki和微分系数Kd等控制参数的在 线调整,进而可W实现对灯丝电流的智能控制。
[0092] 步骤306,利用修正后的控制参数获得电压输出值(Vout)。
[0093] 本发明实施例中,利用修正后的控制参数获得电压输出值(Vout)的过程,具体可 W包括但不限于如下方式:利用如下公式计算电压输出值:
[00M]其中,U化)为第k次采样时刻的灯丝电压输出值,k为采样序号,E(k)为第k次采样 时刻的灯丝电压偏差,Ec(k)第k次采样时刻的灯丝电压偏差变化率,Kp为修正后的比例系 数,且Kp为修正前的比例系数与比例系数修正值之和,Ki为修正后的积分系数,且Ki为修正 前的积分系数与积分系数修正值之和,Kd为修正后的微分系数,且Kd为修正前的微分系数与 微分系数修正值之和。
[0096] 步骤307,利用该电压输出值(Vout)对灯丝电流进行控制。
[0097] 其中,可W由PID控制器利用控制参数修正值对控制参数进行修正,利用修正后的 控制参数获得电压输出值,利用电压输出值对灯丝电流进行控制,且PID控制器采用上述公 式所示的离散PID控制算法获得电压输出值。
[0098] 如图6所示,为模糊PID控制器对灯丝电流进行控制的结构示意图。基于电压输出 值(Vout ),可进行PWM(Pu 1Se Width Modu 1 ation,脉冲宽度调制)信号控制,得到四路PWM初 始驱动信号,分别为PWMl初始驱动信号、PWM2初始驱动信号、PWM3初始驱动信号和PWM4初始 驱动信号,并根据运算结果实时调整HVM信号的占空比,并将PWMl初始驱动信号、PWM2初始 驱动信号、P歷3初始驱动信号和P丽4初始驱动信号分别输出给灯丝电路,W对灯丝电路的 灯丝电流进行控制,具体的控制方式在此不再寶述。
[0099] 本发明实施例中,模糊PID控制器还可W检测灯丝电流的反馈值,当灯丝电流的反 馈值超出灯丝限制后,则提供报警信号,并将反馈值超出灯丝限制的信息发送给主控板,W 控制主控板停止曝光输出过程。
[0100] 在实际应用中,可W选择TMS320F2812DSP(Digital Si即al Processing,数字信 号处理)控制忍片实现模糊PID控制器的相关功能,处理并实时的改变四路PWM信号的脉冲 宽度,从而调节灯丝电路的电压输出值,达到使输出更稳定,精确控制的目的。其中, TMS320F2812DSP控制忍片可W包含如下功能模块:DSP功能初始化模块,用于完成DSP系统 时钟、定时器、寄存器、中断、A/D端口、Pmi端口等功能的初始化。模糊PID控制器,在上述过 程中已经详细说明其功能,在此不再重复寶述。信号采集与数字滤波模块,用于对指令信号 和反馈信号进行采集,并滤去采集到的过大值。PWM占空比计算与分配模块,用于计算脉宽 调制信号PWMl-P歷4的占空比,装载比较寄存器参数,并输出P歷信号(即P歷1初始驱动信 号、PWM2初始驱动信号、PWM3初始驱动信号和PWM4初始驱动信号)。
[0101] 基于上述技术方案,本发明实施例中,在PID控制器的控制参数(比例系数Kp,积分 系数Ki和微分系数Kd)设定好后,可W利用控制参数修正值对控制参数进行修正,利用修正 后的控制参数获得电压输出值,利用电压输出值对灯丝电流进行控制,因此PID控制器的控 制参数可W根据实时状况而改变,当电压发生突变时,修正后的控制参数可W满足控制要 求,使得PID控制器能够很好的控制灯丝电流,使灯丝电流在灯丝准备阶段和灯丝曝光阶段 保持快速性、平稳性、准确性、可靠性,实时性和抗干扰能力较强,具有良好的动态和静态性 能,进而提高管电流的静态和动态性能,改善图像质量。灯丝电流的响应时间更快,超调量 更小,很好的满足快速性及稳定性要求。如图7所示的对比仿真结果示意图,与现有的灯丝 电流控制的响应时间(图7中的颗粒度更长的粗线)相比,本发明实施例中的灯丝电流控制 的响应时间(图7中的颗粒度更短的细线煙快,超调量更小,很好的满足快速性及稳定性要 求。
[0102] 基于与上述方法同样的发明构思,本发明实施例中还提供了一种灯丝电流的控制 装置,如图8所示,所述灯丝电流的控制装置具体包括:
[0103] 计算模块11,用于获得电压输入值,并利用电压输入值计算电压变化参数;
[0104] 第一获得模块12,用于利用所述电压变化参数获得控制参数修正值;
[0105] 处理模块13,用于利用所述控制参数修正值对控制参数进行修正;
[0106] 第二获得模块14,用于利用修正后的控制参数获得电压输出值;
[0107] 控制模块15,用于利用所述电压输出值对灯丝电流进行控制。
[0108] 本发明实施例中,所述电压变化参数具体包括:灯丝电压偏差E和/或灯丝电压偏 差变化率Ec;所述控制参数具体包括W下之一或者任意组合:比例系数Kp,积分系数Ki和微 分系数Kd。
[0109] 所述第二获得模块14,具体用于在利用所述修正后的控制参数获得电压输出值的 过程中,利用如下公式计算所述电压输出值:
[0111]其中,U化)为第k次采样时刻的灯丝电压输出值,k为采样序号,E(k)为第k次采样 时刻的灯丝电压偏差,Ec(k)第k次采样时刻的灯丝电压偏差变化率,Kp为修正后的比例系 数,且Kp为修正前的比例系数与比例系数修正值之和,Ki为修正后的积分系数,且Ki为修正 前的积分系数与积分系数修正值之和,Kd为修正后的微分系数,且Kd为修正前的微分系数与 微分系数修正值之和。
[0112] 所述第一获得模块12,具体用于在利用所述电压变化参数获得控制参数修正值的 过程中,对所述电压变化参数进行模糊化处理,得到模糊电压变化参数;利用所述模糊电压 变化参数查询用于记录模糊电压变化参数与模糊控制参数修正值的对应关系的模糊控制 表,得到对应的模糊控制参数修正值;对所述模糊控制参数修正值进行解模糊处理,得到控 制参数修正值。
[0113] 所述第一获得模块12,具体用于在维护用于记录模糊电压变化参数与模糊控制参 数修正值的对应关系的模糊控制表的过程中,确定电压变化参数的变化范围,利用所述电 压变化参数的变化范围确定所述电压变化参数对应的第一基本论域,确定所述第一基本论 域对应的第一模糊论域,确定所述第一模糊论域对应的第一模糊子集,所述第一模糊子集 内包括所述电压变化参数对应的模糊电压变化参数;确定控制参数修正值的变化范围,利 用所述控制参数修正值的变化范围确定所述控制参数修正值对应的第二基本论域,确定所 述第二基本论域对应的第二模糊论域,确定所述第二模糊论域对应的第二模糊子集,所述 第二模糊子集内包括所述控制参数修正值对应的模糊控制参数修正值;在所述模糊控制表 中配置所述第一模糊子集内包括的模糊电压变化参数与所述第二模糊子集内包括的模糊 控制参数修正值之间的对应关系。
[0114] 所述第一获得模块12,具体用于在所述模糊控制表中配置所述第一模糊子集内包 括的模糊电压变化参数与所述第二模糊子集内包括的模糊控制参数修正值之间的对应关 系的过程,当所述模糊电压变化参数为模糊灯丝电压偏差E和模糊灯丝电压偏差变化率Ec, 且所述模糊控制参数修正值为模糊比例系数Kp修正值、模糊积分系数Ki修正值、模糊微分系 数Kd修正值时,则在所述模糊控制表中配置所述第一模糊子集内包括的模糊灯丝电压偏差 E、模糊灯丝电压偏差变化率Ec与所述第二模糊子集内包括的模糊比例系数Kp修正值之间 的对应关系;并在所述模糊控制表中配置所述第一模糊子集内包括的模糊灯丝电压偏差E、 模糊灯丝电压偏差变化率Ec与所述第二模糊子集内包括的模糊积分系数Ki修正值之间的 对应关系;并在所述模糊控制表中配置所述第一模糊子集内包括的模糊灯丝电压偏差E、模 糊灯丝电压偏差变化率Ec与所述第二模糊子集内包括的模糊微分系数Kd修正值之间的对 应关系。
[0115] 其中,本发明装置的各个模块可W集成于一体,也可W分离部署。上述模块可W合 并为一个模块,也可W进一步拆分成多个子模块。
[0116] 通过W上的实施方式的描述,本领域的技术人员可W清楚地了解到本发明可借助 软件加必需的通
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