[发明专利]一种用比例及微积分算法的自动调光装置及其调节方法

权利要求书

1.一种用比例及微积分算法的自动调光装置，其特征在于，包括：单运放芯片(01)、滤波电路(02)、红外发光管(03)、网络标签(04)及限流电阻(R2)；所述的网络标签(04)用于输入脉冲宽度调制信号，网络标签(04)与所述的滤波电路(02)的输入端连接，所述的滤波电路(02)将输入的脉冲宽度调制信号转化为模拟信号，滤波电路(02)的输出端与所述的单运放芯片(01)的输入端连接，所述的单运放芯片(01)用于放大电流，使输出的电流满足所述的红外发光管(03)的额定电流，确保红外发光管(03)正常发光，所述的红外发光管(03)通过所述的限流电阻(R2)与单运放芯片(01)的输出端及反馈端连接，所述的限流电阻(R2)用于限制流经红外发光管(03)的电流大小，保护所述的红外发光管(03)。

2.根据权利要求1所述的用比例及微积分算法的自动调光装置，其特征在于：所述的单运放芯片(01)设有五个端口，分别是：输出端口(011)、接地端口(012)、输入端口(013)、反馈输入端(014)及电源输入端口(015)；

所述的红外发光管(03)设有四个端口，分别是：端口一(031)、端口二(032)、端口三(033)及端口四(034)；

所述的滤波电路(02)包括滤波电阻(R1)及滤波电容(C3)，所述的网络标签(04)与所述的滤波电阻(R1)的一端连接，所述的滤波电阻(R1)的另一端与所述的单运放芯片(01)的输入端口(013)及滤波电容(C3)的一端连接，滤波电容(C3)的另一端与所述的单运放芯片(01)的接地端口(012)连接，并接地，所述的单运放芯片(01)的电源输入端(015)外接直流电源，所述的单运放芯片(01)的输出端口(011)及反馈输入端口(014)分别与所述的限流电阻(R2)的一端连接，限流电阻(R2)的另一端与所述的红外发光管(03)的端口三(033)连接，所述的红外发光管(03)的端口三(033)向单运放芯片(01)的反馈输入端口(014)单向传输反馈电压信号c(k)，红外发光管(03)的端口四(034)接地。

3.根据权利要求1所述的用比例及微积分算法的自动调光装置，其特征在于：给所述的单运放芯片(01)预设一个采样值及一个目标电压r(k)，所述的单运放芯片(01)通过目标电压r(k)及反馈电压信号c(k)计算偏差量，从而形成一个闭环控制。

4.根据权利要求3所述的用比例及微积分算法的自动调光装置，其特征在于：所述的目标电压r(k)为2.5V。

5.一种应用于权利要求1所述的用比例及微积分算法的自动调光装置的调节方法，其特征在于：该方法至少包括如下步骤：

步骤1，单运放芯片(01)根据电压r(k)及反馈电压信号c(k)计算偏差量e(k)；

步骤2，对偏差量e(k)进行限幅；

步骤3，在系统控制进入稳态后，单运放芯片(01)预设一个输出允许带e₀，e₀是允许电压波动范围；

步骤4，偏差量e(k)通过比例、积分及微分控制计算得到控制量u(k)；

步骤5，计算脉冲宽度调制的占空比变化量ΔD；

步骤6，更新u(k)，e(k)为目前值；u(k-1)＝u(k)，e(k-1)＝e(k)，e(k-2)＝e(k-1)。

6.根据权利要求5所述的用比例及微积分算法的自动调光装置的调节方法，其特征在于：所述的步骤1中，偏差量e(k)通过如下公式计算得到：

|e(k)|＝r(k)-c(k)。

7.根据权利要求5所述的用比例及微积分算法的自动调光装置的调节方法，其特征在于：所述的步骤2中还包括：

步骤2.1，单运放芯片(01)预设一个偏差量限幅值e_M，当|e(k)|＞e_M时，使|e(k)|＝e_M，进行步骤4；

步骤2.2，当|e(k)|≤e_M时，进行步骤3。