与传统的直流激励相比较,射频激励轴快流CO2激光器具有放电稳定性好、注入功率密度高、电控特性优良以及调制方便等特点,可以通过对射频电源的调制来实现激光输出功率和工作模式的变化。深入研究射频激励电源控制系统具有重要的实用价值和应用前景。为此,本文设计了一套以DSP芯片为核心的7000W射频激励轴快流CO2激光器的射频电源控制系统,其主要内容如下:分析与研究射频激励轴快流CO2激光器的工作原理及控制方法。通过对射频激励轴快流CO2激光器的结构及工作原理的分析,了解射频电源系统的结构、工作原理和特点,进而研究激光功率实时控制的方法。设计以TMS320LF2407A为核心的射频电源控制器。硬件部分设计了模拟量检测电路、开关/数字量检测电路、PWM功放电路以及TMS320LF2407A的外围电路,并使用Protel DXP和Spice软件对设计的电路进行了仿真模拟,仿真结果符合设计要求;软件部分设计了射频电源控制器主程序,激光器3个工作模式子程序,以及AD采样、PWM波产生子程序等。射频电源控制器能够严格按照输入控制指令的要求,通过产生不同占空比的PWM波对射频电源的功率进行控制,使激光器的输出具有连续/脉冲可调模式,并能实时地检测射频电源功率信号,使激光器工作在安全状态。研究稳定激光输出功率的控制方法。针对射频激励轴快流CO2激光器的激光输出功率具有非线性、时变、时滞以及无法用一个精确的数学模型来描述其控制等特性,采用Fuzzy-PID控制技术,实现对激光输出功率进行反馈控制。Fuzzy-PID控制技术,不用确定待控制的时变系统的精确数学模型,使用模糊推理在线调整KP、KI及KD3个参数,使得对激光器输出功率的反馈控制调节成为可能。