自适应光纤挤压式电控偏振控制器的控制方法及其系统

摘要

自适应光纤挤压式电控偏振控制器的控制方法及其系统数据偏振控制技术领域，其特征在于：其驱动电压的控制方式是变步长的，在反馈信号上升过程中，用长尝试步长的控制电压来保证控制速度；在接近设定偏振态时，用短尝试步长的控制电压来保证控制精度；同时，在反馈信号达到最大值的95％时，引入反馈信号与工作电压偏离中心工作点的值两者之差的优值函数来有效地防止工作电压偏离中心工作点，避免复位情况的发生；采用小步复位方法，使复位时，工作不中断。同时，改进了光纤挤压器的结构，减少了半波电压，增加了光纤挤压器的工作范围，也可以有效地减少复位发生的概率，从而使得只使用三个光纤挤压器成为可能。实验结果，其控制速度达到2500πrad/s，偏振态地控制偏差小于1％。

主权项

1.自适应光纤挤压式电控偏振控制器的控制方法，它是根据反映输出偏振态和设定的偏振态之间的吻合程度的反馈信号的变化方向及大小，通过控制逻辑改变光纤挤压器中压电陶瓷微位移器的驱动电压来调节输出偏振态，当反馈信号最大时，其输出偏振态与设定偏振态便保持一致，其特征在于：其驱动电压的控制方式是变步长式的，在反馈信号上升过程中，用长尝试步长的控制电压使反馈信号的上升沿足够陡以保证控制速度要求；在接近设定偏振态时，用短尝试步长的控制电压使反馈信号变化幅度小以保证控制精度；具体而言，它依次含有以下步骤：处在不需要复位时，依照下述次序进行：(1)根据前次反馈信号的大小，设置控制电压尝试的步长：反馈信号越大，对应控制电压尝试的步长越小；若反馈信号小于其最大值的90％，则对应控制电压的尝试步长变大；(2)电压增加一个步长；(3)读取反馈信号，按下式计算反馈信号的优值函数S以判断反馈信号的变化情况，从而决定是否应该取消本次控制电压的尝试：$S=U_f-\underset{i}{\Sigma }{(v\left(i\right)-V_{\mathrm{mid}})}^4;$ 式中Uf：反馈信号； V(i)：各路控制电压，i是序号； Vmid：压电陶瓷微位移器工作电压范围内的中点值；(4)若反馈信号大于最大值的95％，则根据反馈信号的优值函数的变化方向来判断是否应保留本次电压尝试：若优值函数变小，表示驱动电压向超出正常工作范围方向变化，可能会造成复位情况的发生，应取消本次尝试电压并改变下次电压尝试方向；否则，保留本次尝试电压；若反馈信号尚未达到最大值的95％，则根据反馈信号的变化方向来判断是否应保留本次尝试电压：若反馈信号变小，应取消本次尝试电压并改变下次尝试电压方向；否则，保留本次尝试电压；处在需要复位时，采用小步复位的方法，即把压电陶瓷微位移器的控制电压只作小的变化恢复到允许的范围以内，然后再进行下一路控制电压处理。