申请/专利权人：浙江工业大学

申请日：2024-03-26

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118259711A

主分类号：G05D23/22

分类号：G05D23/22

优先权：

专利状态码：在审-公开

法律状态：2024.06.28#公开

摘要：一种基于卡尔曼滤波的原子气室温控装置及方法，其装置包括：原子气室、加热测温电路模块、信号放大电路、模数数模转换模块、功率放大电路模块、高频逆变电路模块、主控模块；通过测温传感器采集原子气室在当前时刻的温度信号，并信号放大、模数转换转换为数字信号，通过扩展卡尔曼滤波器分析得到最优温度估计值，与预设要达到的原子气室目标温度值做差值，输入PID控制器，经过PI控制输出系统控制值信号，再通过数模转换转换为模拟信号看，经过高频逆变电路转换为高频交流电，做功率放大后输出至加热电阻条，调节加热功率，控制气室温度。本发明通过结合扩展卡尔曼滤波与PID控制器，解决了热电偶因阻值与温度非线性关系导致的测量误差。

主权项：1.一种基于卡尔曼滤波的原子气室温控装置，其特征在于：包括：原子气室1、加热测温电路模块2、信号放大电路3、模数数模转换模块4、功率放大电路模块5、高频逆变电路模块6、主控模块7；原子气室1与加热测温电路模块2相连，原子气室1内填充有铷原子气体和作为淬火气体的氮气；加热测温电路模块2的加热电阻条通电后产生电流热加热原子气室1，原子气室1的温度发生变化使得加热测温电路模块2的贴片式热电偶冷端和热端间产生电势差，通过测量电势差测定原子气室1温度；加热测温电路模块2与信号放大电路3连接，贴片式热电偶冷端和热端间产生电势差作为输入的模拟电压信号传输至信号放大电路3，信号放大电路3放大模拟电压信号，输出温度电压；信号放大电路3与模数数模转换模块4相连，信号放大电路3输出温度电压至模数数模转换模块4通过模数转换将温度电压转换为数字信号输出；模数数模转换模块4与主控模块7相连，模数数模转换模快4将数字信号输送至主控模块7，主控模块7接收输入信号，经分析处理后，输出系统控制量至模数数模转换模块4；模数数模转换模块4还与高频逆变电路模块6相连，模数数模转换模块4输出低压直流电信号至高频逆变电路模块6，所述高频逆变电路模块6将低压直流电信号转换为高频低压交流电信号；高频逆变电路模块6与功率放大电路模块5相连，所述功率放大电路模块5接收高频逆变电路模块6输出的高频低压交流电信号，并对其进行功率放大后，输出加热信号；功率放大电路模块5与加热测温电路模块2相连，所述加热测温电路模块2接收功率放大电路模块5的加热信号，加热测温电路模块2控制加热线圈加热或降温。

全文数据：

权利要求：

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