[发明专利]一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法

权利要求书

1.一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：包括解调器(1)、第一加法器(6)、第二加法器(8)、第三加法器(9)、比较器(7)、第一与门(10)、第二与门(11)、第一PID单元(13)、第二PID单元(14)和数控振荡器(12)，其中解调器(1)对输入光泵磁强计信号与输出频率信号进行分析对比，输出一个误差相位信号；第一加法器(6)将此相位信号与设定相位叠加，输出一个待控制信号；数控振荡器(12)的输出与设定临界值通过比较器(7)得出比较结果，与第一加法器(6)的输出一起进入第一与门(10)、第二与门(11)，共同控制不同PID参数第一PID单元(13)、第二PID单元(14)通道的通断，而PID参数中的P、I、D又通过第二加法器(8)、第三加法器(9)合成一个控制信号，用于控制数控振荡器(12)产生最终待移位频率信号。

2.如权利要求1所述的一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：所述解调器(1)包括：乘法器(2)、低通滤波器(3)、极坐标转换(4)、移相器(5)，其综合作用是对输入光泵磁强计频率信号与输出频率信号进行分析对比输出一个误差相位信号，用于后续控制系统进行闭环控制。

3.如权利要求2所述的一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：所述的解调器(1)中，所述乘法器(2)将输入光泵磁强计频率信号与输出控制频率信号相乘，调制出共模项与差模项，用于后续处理。

4.如权利要求2所述的一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：所述的解调器(1)中，所述低通滤波器(3)将高阶共模项抑制，输出差模项，用于后续处理。

5.如权利要求2所述的一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：所述的解调器(1)中，所述极坐标转换(4)将传输前端的笛卡尔坐标量转换为极坐标量，即幅值相位，并提取出其中相位，用于后续处理。

6.如权利要求2所述的一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：所述的解调器(1)中，所述移相器(5)将数控振荡器(12)输出的频率信号的相位调节至与输入光泵磁强计频率信号匹配的位置，即消除各控制环节中带来的相位偏移。

7.如权利要求1所述的一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：所述第一加法器(6)、第二加法器(8)、第三加法器(9)的作用是将输出各项相加，输出一个叠加量，其中第一加法器(6)是将解调器(1)输出的误差相位信号与设定相位叠加，输出待控制相位信号；第二加法器(8)、第三加法器(9)分别将第一PID单元(13)、第二PID单元(14)中的P、I、D各控制参数加权叠加，输出综合控制函数信号，用于控制数控振荡器(12)产生最终待移位频率信号。

8.如权利要求1所述的一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：所述比较器(7)用于比较设定临界值与数控振荡器(12)输出的大小，从而决定不同第一PID单元(13)、第二PID单元(14)参数通道的通断。

9.如权利要求1所述的一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：所述第一与门(10)、第二与门(11)的2个输入通道均有信号时，其导通；具体来说，比较器(7)输出值的不同决定了第一加法器(6)输出待控制信号的走向。

10.如权利要求1所述的一种基于锁相环分段PID的光泵磁强计闭环控制方法，其特征在于：所述第一PID单元(13)、第二PID单元(14)用于具体调节系统的稳定性与精度，其中P、I、D参数的选取需综合预期目标属性与待控制量的特性来综合决定；

所述数控振荡器(12)受PID控制，产生与输入信号频率一致的控制信号，达到追踪输入频率的目的。