测值，由上一个采样时刻的步骤208和当前采样时刻的 步骤203、204、205求得;Μ是控制跨度，在离线计算中选择合适的值；
[0048] 步骤207:将前馈控审化AC增量，反馈控审化AC增量和上个周期DAC输出值相加得到 当前周期DAC输出值;DAC 化）=DAC 化-1) + Δ DAC_Fee壯orwarcK k) + Δ DAC_Fee化ack 化），等 式左边的DAC化)是新DAC值，等式右边的DA(Xk-l)是上一个采样时刻的DAC输出值，ADAC_ 化6壯orwarcKk)是前馈控制DAC增量，由步骤202求得，Δ DAC_Fee化ack化)是反馈控制DAC 增量，由步骤206求得；
[0049] 步骤208:重新计算模型预测值P_Predict(i/k) =P0_Predict( i/k)+a( i )* Δ DAC_ 化6化ack化），P_Predict(i/k)是在增量DAC作用下所求得的新模型预测值，P0_Predict(i/ k)是模型在无驱动电流变化下的模型预测值，经过步骤203、204、205修正过后的上个采样 时刻步骤208计算出的模型预测值，a( i)是邸FA单位阶跃响应序列。
[0050] 具体的，步骤206-208中的参数通过W下方法获得：
[0051] (1)确定采样周期T，检测对象的阶跃响应，经光滑后得到模型系数a={ai， 曰2,......,Βν)；
[0052] (2)利用仿真程序找出最优预测时域长度Ρ和控制时域长度Μ。得到系统动态矩阵
[0053] 做确定误差赠权系数矩构
[0054] (4)计算控制系数 ci=cT(ATQA+R)-iATQ。其中 CT=[1，0，···，0];
[0055] (5)选择合适的校正系数比1，…，hN];
[0056] h(i)在0-1之间选择，0无抗干扰能力，系统反应快;1抗干扰能力强，系统反应慢。
[0057] 步骤104:根据所述前馈控制DAC增量、反馈控制DAC增量W及上个周期的DAC输出 值确定当前周期DAC输出值，即pump电流驱动值。
[005引首先测定PUMP电流对抓FA输出光功率的单位阶跃响应向量a={ai，ai，……，ap} ;P 为模型时域长度；
[0化9] 在t = kT时刻预测在PUMP电流增量Δ Kk)，...，Δ Kk+M-l)的作用下，抓FA在未来P 个时刻的输出功率为巧，,,(A)=巧,,,(A) + /M,:,,作）；:式中，
[0060]
为t = kT时刻预测的无电流变化时未来P个时刻的抓FA输出 功率
为t = kT时刻预测的有Μ个PUMP电流增量A Kk)，……，AKk+ M-1)时未来P个时刻的EDFA输出功率；
为从现在起Μ个时刻的电流 增量；
称为动态矩阵，其元素为PUMP电流到抓FA输出功率的阶跃响应 系数。
[0061] 及时检测EDFA的实际输出功率，并与模型预测计算得到的该时刻输出功率相比 较，计算出预测误差尸-戸；W后各时刻输出预侧值也在模型预测的基础上加 W校正： 見r辦+1) = ?，脚+ fe试中，
[0062]
巧二化+1)Τ时刻经误差校正后所预测的系统在t = 化+υτα=ι，···，Ν)时刻的输出.
为误差校正向量。
[0063] 在采样时刻t = kT的优化性能指标为
[0064]
[0065] 即通过选择该时刻起Μ个时刻的PUMP电流增量Δ Kk)，···，Δ i(k+M-l)，使邸FA在未来P (N W M)个时刻的输出功率戶"(/：: + 1)，…，起巧+巧尽可能接近其目标值ω化+1)，…，ω 化+Ρ);性能指标中的第二项是对电流增量的约束，即不希望电流的变化过于剧烈;式中，qi，rj 为权系数，P和Μ分别称为优化时域长度和控制时域长度;通过极值必要条件
衣得t =kT时刻解得的最优电流增量序列
> 向量[1， 0，···，0]乘W式中(ATQA+RrV即得到控制系数向量D。
[0066] W上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种渗巧光纤放大器的光功率控制方法，其特征在于，该方法为：渗巧光纤放大器 化DFA)根据设定值和输入光功率确定出输出光功率的目标值;根据所述确定的输出光功率 的目标值变化量和比例常数确定前馈控制MC增量;再根据所述输出光功率的目标值与模 型预测值之差确定反馈控审化AC增量;最后，根据所述前馈控审化AC增量、反馈控审化AC增量 W及上个周期的DAC输出值确定当前周期DAC输出值，即pump电流驱动值。2. 根据权利要求1所述的渗巧光纤放大器的光功率控制方法，其特征在于，该方法具体 步骤如下实现： 步骤201:计算抓FA的输出功率目标值，当抓FA处于恒增益控制模式时，P_GoaKk) =P_ In化）巧et_Gain+ASE化）；当邸FA处于恒功率控制模式时，P_GoaKk) = Set_Powe;r;所述P_ GoaKk)为当前输出光功率的目标值，P_In化)为当前输入光功率，Set_Gain为设定增益倍 数，ASE化)为当前A沈功率值，Se t_Power为输出光功率设定值； 步骤202:计算PUMP电流值的前馈控制DAC增量，A DAC_FeeWorwarcKk) = (P_GoaKk)-P_GoaKk-l))*Constant_ff，P_GoaKk)为当前输出光功率的目标值，P_GoaKk-l)为前一 采样时刻的输出光功率目标值，Constant_ff是前馈控制系数； 步骤203:检测抓FA实际输出功率P_0ut化)并与模型预测值相比较，计算模型误差e = P_0ut化)-P_Predict(l/k-l)，P_Predict(l/k-l)代表前一个采样时刻预测的当前抓FA输 出值； 步骤204:修正上一采样时刻计算出的模型预测值F*_Co;rrected( i/k-1) =F*_Predict (i/k-l)+e*h(i), (i = l,…，N) ,P_Corrected(i/k-l)是修正后的上一个采样时刻模型预测 值，P_Predict(i/k-l)是上一个采样时刻计算出的模型预测值，e是模型当前误差值，h(i) 是修正系数，在控制器设计时确定，一般范围在0-1之间，0无抗干扰能力，系统反应快；1抗 干扰能力强，系统反应慢； 步骤205:移位前一个采样时刻的模型预测修正值得到模型在无驱动电流变化下的模 型预测值，P〇_Predict(i/k) =P_Co;rrected(i+l/k-l), Q = I,,N-1); 步骤206:计算反馈控制DAC增量， A DAC-FeedbaCk 化）=S二f(/〇-户()__ 尸化^ ^ 数向量，由离线计算求得;P_GoaKk)是当前目标功率，由步骤201求得，P0_Predict(i/k)是 模型在无驱动电流变化下的模型预测值，由上一个采样时刻的步骤208和当前采样时刻的 步骤203、204、205求得;M是控制跨度，在离线计算中选择合适的值； 步骤207:将前馈控制DAC增量，反馈控制DAC增量和上个周期DAC输出值相加得到当前 周期DAC输出值;DA(Xk) =DACU-I)+ A DAC_Fee壯orwarcKk)+ A DAC_Fee化ack化），等式左 边的DAC (k)是新DAC值，等式右边的DAC (k-1)是上一个采样时刻的DAC输出值，A DAC_ 化6壯orwarcKk)是前馈控制DAC增量，由步骤202求得，A DAC_Fee化ack化)是反馈控制DAC 增量，由步骤206求得； 步骤208:重新计算模型预测值I^_Predict(i/k)=PO_Predict(i/k)+a(i)*ADAC_ 化6化ack化），P_Predict(i/k)是在增量DAC作用下所求得的新模型预测值，P0_Predict(i/ k)是模型在无驱动电流变化下的模型预测值，是经过步骤203、204、205修正过后的上个采 样时刻步骤208计算出的模型预测值，a( i)是邸FA单位阶跃响应序列。3. 根据权利要求2所述的渗巧光纤放大器的光功率控制方法，其特征在于， 首先测定PUMP电流对抓FA输出光功率的单位阶跃响应向量a= {ai，ai，……，ap};P为模 型时域长度； 在t = kT时刻预测在PUMP电流增量A Kk),…，A Kk+M-l)的作用下，抓FA在未来P个时 刻的输出功率为6,,脚=巧,,,脚+ .M/,, (/C);式中，为t = kT时刻预测的无电流变化时未来P个时刻的抓FA输出功 率； 为t = kT时刻预测的有M个PUMP电流增量AUk),……，AKk+M- A懈 1)时未来P个时刻的抓FA输出功率;Afft炸)=： 为从现在起M个时刻的电流增 Az'(哀+ M-J) 棘1 O… O 量；乂= 02 A 0 称为动态矩阵，其元素为PUMP电流到邸FA输出功率的阶跃响应系 ? I ? ? ? ? a !,a 良...a P-MA- 数。4. 根据权利要求2所述的渗巧光纤放大器的光功率控制方法，其特征在于，及时检测邸FA的 实际输出功率，并与模型预巧化十算得到的该时刻输出功率相比较，计算出预巧隙差e =戶 W后各时刻输出预侧值也在模型预测的基础上加 W校正：^。,.作+ 1)=戸、从)+知'；式中， 写。,.(& + 1片.+巧 巧。,.从+ 0二 ； 为t=(k+l)T时刻经误差校正后所预测的系统在t=化+ 式"'(点+沛+ 1)_ V i)T(i = l，…，N)时刻的输出，A= i 为误差校正向量。 _々扣_5. 根据权利要求2所述的渗巧光纤放大器的光功率控制方法，其特征在于，在采样时刻 t = kT的优化性能指标为 P M- mm./(A')二玄争,.[w(A: + /)-巧W (A + /AOJ-' + 之/.,心.-;(足 + J - 1); /-1 /=1 即通过选择该时刻起M个时刻的PUMP电流增量A Kk),…，A Kk+M-1)，使EDFA在未来P(N > P ^ M)个时刻的输出功率片、/ (A. + U，... :，4快+巧尽可能接近其目标值CO化+1)，...，CO 化+P);性能指标中的第二项是对电流增量的约束，即不希望电流的变化过于剧烈;式中，qi， rj为权系数，P和M分别称为优化时域长度和控制时域长度;通过极值必要条件，求 得t=kT时刻解得的最优电流增量序列么Zrf (材=牛沒）1.4?(汾脚-薪.0脉巧，向量[1， 0,…，0]乘W式中(ATQA+RrV即得到控制系数向量D。
【专利摘要】本发明公开了一种掺铒光纤放大器的光功率控制方法，掺铒光纤放大器(EDFA)根据设定值和输入光功率确定出输出光功率的目标值；根据所述确定的输出光功率的目标值变化量和比例常数确定前馈控制DAC增量；再根据所述输出光功率的目标值与模型预测值之差确定反馈控制DAC增量；最后，根据所述前馈控制DAC增量、反馈控制DAC增量以及上个周期的DAC输出值确定当前周期DAC输出值。本发明减少了生产环节的复杂程度，能够在原有数字控制系统的基础上实现系统性能的大幅提升。
【IPC分类】H04B10/293
【公开号】CN105656560
【申请号】
【发明人】余永超
【申请人】深圳新飞通光电子技术有限公司
【公开日】2016年6月8日
【申请日】2015年12月29日