水下自適應照明系統(tǒng)的設計

2.1.2 控制電路

圖3 控制電路

電路的控制部分是自適應控制的核心部分，由單片機控制實現(xiàn)的，如圖3。單片機控制的是數(shù)字信號而光強的反饋信號和光源的驅動是模擬信號，所以須對信號進行A/D和D/A轉換。根據(jù)系統(tǒng)所需精度和轉換速度，A/D轉換選用AD574快速型12位逐次逼近式A/D轉換器，其轉換時間為15―35µs。D/A轉換選用DAC1232電流輸出型12位D/A轉換器。DAC1232的芯片內部沒有參考電壓基準源和輸出運算放大器，需要外接電壓基準源和信號放大電路。單片機對反饋回的亮度信號運用PID算法進行判斷，然后輸出相應的計算結果給DAC1232，放大電路對所得信號進行放大。

2.1.3功率放大電路

大洋處的海水對藍光的吸收最少，而海岸附近的海水對綠光的透射率最高，根據(jù)監(jiān)測環(huán)境光源采用高亮度綠色LED面陣光源，面陣的額度功率為192W，額定電壓為24V。光源亮暗的控制采用調流式。功放電路的功率放大器件選擇放大電流式功放器件PA12A。PA12A的供電電壓在±10―50V之間，最大輸出電流可達±15A，重要的是該芯片在設計中使用了氧化鈹（BeO）使其阻抗的溫度系數(shù)降為最低，這大大提高其熱穩(wěn)定性，提高了系統(tǒng)光源的穩(wěn)定性。

2.2軟件實現(xiàn)

2.2.1 PID算法

自適應控制的實現(xiàn)選擇PID算法。PID控制是最早發(fā)展起來的控制策略之一，其算法簡單、魯棒性好、可靠性高。PID控制器是一種線性控制器，它根據(jù)給定值r(t)與實際輸出值c(t)構成控制偏差

（5-1）

PID控制算式的一般形式有兩種，一種是增量型PID控制算法，一種是位置型PID算法。增量型PID算法適用于步進電機、多圈電位器等執(zhí)行機構，只要求輸出一個增量信號。