一种用于自适应传递激光能量的控制系统及其控制方法技术方案

本发明专利技术涉及一种用于自适应传递激光能量的控制系统，包括：激励源子系统、智能控制子系统、激光子系统以及激励源检测子系统，激励源子系统用于连接外部供电电源，激光子系统用于接收激励源子系统的激励电能后输出激光，激励源检测子系统用于检测激励源子系统是否处于正常工作状态，激励源子系统包括若干分激励源，各分激励源相互并联，激光子系统包括若干分激光器，各分激光器与对应的分激励源电连接，还包括连接外部供电电源和激励源子系统的开关系统，开关系统包括若干闭合开关，智能控制子系统用于控制各闭合开关的开闭动作，从而控制外部供电电源与各分激励源之间电路的通断来实现对不同供电电源实现不同激光功率的高低分档输出。

【技术实现步骤摘要】
一种用于自适应传递激光能量的控制系统及其控制方法
本专利技术涉及激光器
，特别是涉及一种用于自适应传递激光能量的控制系统及其控制方法。
技术介绍
从功率是否可调方面，激光器可分为固定输出功率激光器与输出功率可调激光器两大类。功率可调激光器通过设定手动调节范围进行激光输出功率的调节，但通常该调节范围较小，且需通过人为手动调节。输出功率调节范围小的激光器及固定功率激光器从一定程度上讲，是对高带载能力供电电源能力的一种浪费。可移动平台激光器(如车载激光器)通常为固定功率激光器，不具有功率调节的功能，其同样不能充分发挥高带载能力供电电源的供电能力。另一方面，现有激光器均要求供电电源的供电能力必须满足激光器最大出光功率的要求，即输出功率5kW的供电电源无法使最大出光功率10kW的激光器发射激光。第三，现有以电能为驱动的激光器多以市电为驱动能源，市电为末端用电，发电厂产生的电能经过输电、变电、配电等多重中间环节，具有较高损耗，从整体看，不利于电能利用率的整体提高。如果利用离网发电基站所发电能直接作为激光系统的外部供电电源，将减少电能在并网传输中的损耗，提高电到光的整体能量转换效率。综上所述，与激光器出光功率所要求的供电能力比较，低带载能力供电电源无法使激光系统工作；而对高带载能力供电电源而言，是对其供电能力的浪费。即现有激光系统不具有对供电电源的普适性，其对不同外部供电电源的鲁棒性差。因此，专利技术人提供了一种用于自适应传递激光能量的控制系统及其控制方法。
技术实现思路
(1)要解决的技术问题本专利技术实施例提供了一种用于自适应传递激光能量的控制系统及其控制方法，通过检测各激光激励源的工作电压是否满足正常工作的需要来控制激光激励源所在电路的闭合开关的开合情况，实现对激光器的激光功率的分档输出即可满足对不同外部供电电源的适应性，解决可移动平台激光系统对不同供电电源鲁棒性差的问题。(2)技术方案第一方面，本专利技术的实施例提出了一种用于自适应传递激光能量的控制系统，该控制系统包括激励源子系统、智能控制子系统、激光子系统以及激励源检测子系统，所述激励源子系统用于连接外部供电电源，所述激光子系统用于接收所述激励源子系统的激励电能后输出激光，所述激励源检测子系统用于检测所述激励源子系统是否处于正常工作状态；所述激励源子系统，包括若干分激励源，各所述分激励源相互并联；所述激光子系统，包括若干分激光器，各所述分激光器输出的激光通过激光合束装置共同输出，且各所述分激光器与对应的所述分激励源电连接；还包括连接所述外部供电电源和所述激励源子系统的开关系统，所述开关系统包括若干闭合开关，各所述闭合开关与对应的所述分激励源电连接；所述智能控制子系统，用于控制各所述闭合开关的开闭动作，从而控制所述外部供电电源与各所述分激励源之间电路的通断。进一步地，所述分激光器的数量与所述分激励源的数量以及所述闭合开关的数量一一对应。进一步地，所述激励源子系统还包括用于在无外接外部供电电源时向所述分激光器提供电能的自出光储能及激励装置，所述自出光储能及激励装置与对应的所述分激励源并联。进一步地，所述自出光储能及激励装置与所述外部供电电源之间设有所述第一自出光闭合开关，所述自出光储能及激励装置与对应的所述分激光器之间设有第二自出光闭合开关，所述第一自出光闭合开关与各所述闭合开关均并联。进一步地，所述自出光储能及激励装置与其中一个所述分激光器电连接。第二方面，提供了一种采用第一方面的用于自适应传递激光能量的控制方法，该方法包括：步骤一：检测外部供电电源与所述激励源子系统是否电连接，若是，则进入下一步；步骤二：控制其中一个所述闭合开关闭合，所述外部供电电源向所述分激励源充电，所述分激励源驱动对应的所述分激光器输出激光，检测所述分激励源的工作电压，若工作电压正常(即所述分激励源不欠压)，则重复步骤二的操作，若所述分激励源处于欠压状态，则进入下一步；控制使得所述分激励源处于欠压状态的闭合开关断开，并将步骤二中已闭合的各所述闭合开关保持闭合状态，使得所述激光子系统的输出激光功率是各所述分激光器的输出激光功率之和。进一步地，所述控制系统还包括自出光储能及激励装置，所述自出光储能及激励装置与各所述分激励源相互并联，所述自出光储能及激励装置与所述外部供电电源之间设有所述第一自出光闭合开关，所述自出光储能及激励装置与对应的所述分激光器之间设有第二自出光闭合开关，所述第一自出光闭合开关与各所述闭合开关均并联进一步地，在所述步骤一中，若未检测到所述外部供电电源与所述激励源子系统连接，则控制所述第一自出光闭合开关断开并闭合所述第二自出光闭合开关。进一步地，在所述步骤二中，所述激励源检测子系统检测到所述自出光储能及激励装置的电能未充满，则控制闭合所述第一自出光闭合开关并断开所述第二自出光闭合开关，使得所述外部供电电源对所述自出光储能及激励装置进行充电。进一步地，所述自出光储能及激励装置与其中一个所述分激光器电连接。(3)有益效果综上，本专利技术通过设置多个并联的分激励源以及该分激励源电连接的多个分激光器，利用激励源检测子系统检测激光子系统是否处于正常工作状态(即激励源子系统是否处于欠压状态)以及智能控制子系统控制连接与外接供电电源与分激励源之间的闭合开关的动作(打开或闭合)来实现对该分激励源以及分激光器进行供电和断电，从而满足在不同功率的外部供电电源下，实现对各分激光器的输出激光功率的分档输出(即针对高功率电源输出高功率激光，低功率电源输出低功率激光)，自适应传递激光能量控制系统根据外部供电电源的供电能力，自适应调节开启的分激光器的数量，实现系统输出激光功率对外部供电电源的自适应调节能力，解决现有技术中采用低带载能力供电电源无法使高功率激光系统工作，而采用高带载能力供电电源带来对转化率低的不足。对于不同外部供电电源，其带载能力由高低之分，本专利技术的控制系统通过检测到所连接的外部供电电源的输出参数，可根据不同输出调节不同的激光发射功率。同时由于该自适应传递激光能量的控制系统可最大限度利用外部供电电源的供电能力，充分发挥外部供电电源高带载能力的优势；因此从整体上提高电到光的能量转换效率。且该自适应传递激光能量的控制系统降低了高功率输出的激光系统对外部供电电源带载能力的要求，提高了各分激光器对外部供电电源的鲁棒性、匹配性及使用灵活性；与可移动平台结合，扩大激光系统的机动范围，进一步扩大了自适应激光系统的使用范围。用于自适应传递激光能量控制系统的外接供电电源可作为电网末端用电设备(市电)；也可作为离网发电基站用电设备，免去电力并网、变电、输电、配电等诸多复杂环节，电能损耗小。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的自适应传递本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于自适应传递激光能量的控制系统，其特征在于，包括：激励源子系统(4)、智能控制子系统(2)、激光子系统(3)以及激励源检测子系统(5)，所述激励源子系统(4)用于连接外部供电电源(1)，所述激光子系统(3)用于接收所述激励源子系统(4)的激励电能后输出激光，所述激励源检测子系统(5)用于检测所述激励源子系统(4)是否处于正常工作状态；/n所述激励源子系统(4)，包括若干分激励源(41)，各所述分激励源(41)相互并联；/n所述激光子系统(3)，包括若干分激光器(31)，各所述分激光器(31)输出的激光通过激光合束装置共同输出，且各所述分激光器(31)与对应的所述分激励源(41)电连接；/n还包括连接所述外部供电电源(1)和所述激励源子系统(4)的开关系统，所述开关系统包括若干闭合开关(6)，各所述闭合开关(6)与对应的所述分激励源(41)电连接；/n所述智能控制子系统，用于控制各所述闭合开关(6)的开闭动作，从而控制所述外部供电电源(1)与各所述分激励源(41)之间电路的通断。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于自适应传递激光能量的控制系统，其特征在于，包括：激励源子系统(4)、智能控制子系统(2)、激光子系统(3)以及激励源检测子系统(5)，所述激励源子系统(4)用于连接外部供电电源(1)，所述激光子系统(3)用于接收所述激励源子系统(4)的激励电能后输出激光，所述激励源检测子系统(5)用于检测所述激励源子系统(4)是否处于正常工作状态；
所述激励源子系统(4)，包括若干分激励源(41)，各所述分激励源(41)相互并联；
所述激光子系统(3)，包括若干分激光器(31)，各所述分激光器(31)输出的激光通过激光合束装置共同输出，且各所述分激光器(31)与对应的所述分激励源(41)电连接；
还包括连接所述外部供电电源(1)和所述激励源子系统(4)的开关系统，所述开关系统包括若干闭合开关(6)，各所述闭合开关(6)与对应的所述分激励源(41)电连接；
所述智能控制子系统，用于控制各所述闭合开关(6)的开闭动作，从而控制所述外部供电电源(1)与各所述分激励源(41)之间电路的通断。


2.根据权利要求1所述的用于自适应传递激光能量的控制系统，其特征在于，所述分激光器(31)的数量与所述分激励源(41)的数量以及所述闭合开关(6)的数量一一对应。


3.根据权利要求1所述的用于自适应传递激光能量的控制系统，其特征在于，所述激励源子系统(4)还包括用于在无外接外部供电电源(1)时向所述分激光器(31)提供电能的自出光储能及激励装置(42)，所述自出光储能及激励装置(42)与对应的所述分激励源(41)并联。


4.根据权利要求3所述的用于自适应传递激光能量的控制系统，其特征在于，所述自出光储能及激励装置(42)与所述外部供电电源(1)之间设有所述第一自出光闭合开关(7)，所述自出光储能及激励装置(42)与对应的所述分激光器(31)之间设有第二自出光闭合开关(8)，所述第一自出光闭合开关(7)与各所述闭合开关(6)均并联。


5.根据权利要求4所述的用于自适应传递激光能量的控制系统，其特征在于，所述自出光储能及激励装置(42)与其中一个所述分激光器(31)电连接。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：张逸辰，张亦卓，姜锦锋，金雁，赵寒，
申请(专利权)人：中国航空制造技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11