气体放电激光器高频电源控制系统的研究

摘要

射频板条CO2激光器因其体积小、免维护、光束质量好等特点，已成为工业加工和科研实验中重要的激光光源，而射频电源控制器是控制激光器射频放电、输出功率、脉冲波形的技术关键，因此研究射频电源的控制系统具有十分重要的现实意义。本文基于DSP控制芯片和LabVIEW软件设计了用于射频板条CO2激光器的控制系统，主要内容如下：
　　（1）研究了射频电源的工作原理及其控制方法，设计了基于DSP控制芯片的射频电源的控制器。该控制器以芯片TMS320F28335为基础，设计了外围电路、PWM信号输出通道、激光器工作状态下的信息反馈通道等。
　　（2）在CCS软件平台上，完成了DSP控制器嵌入式程序的开发，包括控制器PWM信号输出、激光器状态监测以及与PC上位机通信的程序。程序基于脉宽调制和重复频率调制方式，实现了PW M信号输出通道能够按照功率要求输出不同的占空比，并能够实时监控激光器的工作状态，保证激光器工作在安全状态。
　　（3）基于LabVIEW软件为激光器控制器开发了友好的用户操作界面，通过RS232串口与控制器进行通信。PC端用户操作界面可以配置PWM信号的调制方式、脉宽、重复频率和激光器的输出功率等参数，以满足不同应用场景下对激光器输出脉冲的要求。
　　本文的研究内容对于扩展脉冲射频CO2激光器控制技术，保证脉冲射频CO2激光器更好地满足工业加工的需求具有重要的意义。

目录

声明

1 绪论

1.1 课题背景

1.2 射频CO2激光器控制技术的发展

1.3本课题的目的及意义

1.4本课题的主要内容

2 射频CO2激光器的射频电源与控制系统

2.1射频电源的工作原理

2.2射频电源的控制系统

2.3 射频CO2激光器控制器的设计要求

2.4 本章小结

3 射频CO2激光器的控制器硬件设计和软件设计

3 .1 DSP芯片TMS320F28335

3.2外围电路模块

3.3 PWM信号设计

3.4硬件抗干扰设计

3.4 软件设计

4 基于LabVIEW制作射频CO2激光器控制器的操作界面

4.1 操作界面设计

4.2 数据采集与通信功能的实现

4.3本章小结

5 实验与验证

5 .1 测试DSP输出的PWM波形

5.2 测试控制器对激光器的控制

5.3 本章小结

6 总结与展望

致谢

参考文献

附录一 攻读硕士学位期间申请的发明专利目录