重庆理工大学学报（自然科学）

重庆理工大学学报（自然科学） ›› 2020, Vol. 34 ›› Issue (7): 162-169.doi: 10.3969/j.issn.1674-8425(z).2020.07.023

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基于模型辨识的CMOS图像传感器热电制冷系统滑模控制

张 冬1,2,李洪文1,邓永停1,刘 京1,邵 蒙1,2,刘 洋1,刘昌华1   

  1. １．中国科学院长春光学精密机械与物理研究所，吉林长春　１３００３３； ２．中国科学院大学，北京　１０００３９
  • 收稿日期:2019-06-17 发布日期:2020-08-13
  • 作者简介:张冬,男,硕士研究生,主要从事温度控制技术研究,E-mail:2665668729@qq.com;通讯作者李洪文,男,博士,研究员,主要从事精密跟踪控制技术及电子学设计研究,E-mail:lihongwen1970@sohu.com。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(11603024)

  • Received:2019-06-17 Published:2020-08-13

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摘要： 为了提高ＣＭＯＳ图像传感器热电制冷系统的工作性能，解决ＣＭＯＳ图像传感器工作时由于积热导致的暗电流问题，提出了基于模型辨识的ＣＭＯＳ图像传感器热电制冷系统滑模控制方法。分析了ＣＭＯＳ图像传感器热电制冷系统的传热机理，进而建立了ＣＭＯＳ图像传感器热电制冷系统在工作点附近的控制模型。针对辨识出的模型在不同工作点参数变化较大的问题，设计了对ＣＭＯＳ图像传感器热电制冷系统参数变化不敏感的基于指数趋近律的滑模控制器，以提高系统的鲁棒性。利用Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ对系统进行仿真分析，仿真结果表明：相比于传统的ＰＩＤ控制算法，滑模控制方法的动态响应和稳态精度均更优。最后，在实际的ＣＭＯＳ图像传感器热电制冷控制系统中进行了实验测试，结果表明：室温２０℃的条件下，输入不同的温度指令滑模控制算法的稳态误差均小于ＰＩＤ控制算法，为±０．１℃，满足ＣＭＯＳ图像传感器热电制冷控制系统的温控精度的要求。

关键词: 热电制冷, 温度控制, 滑模控制, 图像传感器

中图分类号: 

  • TP272