[发明专利]一种光放大器的自适应前馈控制装置和方法

权利要求书

1.一种光放大器的自适应前馈控制装置，其包括一前馈控制器置于目标输出功率之后，采集目标输出功率，控制泵浦激光器的驱动电流，以及一反馈控制器采集目标输出功率和实际输出功率，进行误差计算，控制泵浦激光器的驱动电流，其特征在于：还包括一前馈参数估计器，采集目标输出功率、实际输出功率以及前馈控制器的输出信号和反馈控制器的输出信号之和，估算出当前的前馈参数并更新前馈控制器的参数。

2.根据权利要求1所述光放大器的自适应前馈控制装置，其特征在于：还包括一低通滤波器，置于前馈参数估计器和前馈控制器之间，控制前馈控制器内的参数更新速度。

3.根据权利要求1所述光放大器的自适应前馈控制装置，其特征在于：所述光放大器可为掺铒光纤放大器、掺铥光纤放大器、镱铒共掺光纤放大器。

4.一种光放大器的自适应前馈控制方法，它主要包括：前馈控制器，反馈控制器和一个前馈参数估计器，方法首先采集输入信号光功率值，读取目标增益值，根据公式Pti＝Pi*Gi+Bi计算出目标输出信号功率值，其中，Pti为目标输出信号功率值，Pi为输入光功率，Gi为目标增益，Bi为目标ASE功率；然后读取总控制输出信号大小Ci，读取PID控制器输出大小Ui，采集系统实际输出信号光功率值Youti，并计算目标输出和实际输出的误差值，如果误差值小于0.2dB，那么系统进入稳态，把Ci和Youti加权平均到参数估计器中相应的数组值中，否则重新开始；最后根据参数估计器中的数组值利用最小二乘法计算出当前前馈参数估计值，并和旧的前馈参数加权为当前前馈参数值。

5.根据权利要求4所述光放大器的自适应前馈控制方法，其特征在于：所述前馈控制为一次函数，输入变量为目标输出信号功率，前馈参数为K(i)、B(i)，其中，K(i)为一次函数的斜率，其取值为正，B(i)为一次函数的截距，其取值范围在0至前馈控制器最大输出值之间， i为离散化的时间参数。

6.根据权利要求4所述光放大器的自适应前馈控制方法，其特征在于：所述参数估计器中数组为一个多维数组。

7.根据权利要求4所述光放大器的自适应前馈控制方法，其特征在于：所述前馈参数估计值和旧的前馈参数加权为当前前馈参数值，其权系数和PID控制器输出值Ui成反比。

8.根据权利要求5所述光放大器的自适应前馈控制方法，其特征在于：放大器处于稳态并且PID控制器输出为0时，前馈参数最准，此时前馈参数K(i)＝1/(k*lk)，前馈参数B(i)＝-(b*lk-1b)/(k*lk)，其中，lk为泵浦光转换为输出信号或ASE光的光转换效率，lb为无泵浦光时光放大器的输出光功率，k为泵浦的发光效率，b为泵浦的阈值电流相关参数。

9.根据权利要求4所述光放大器的自适应前馈控制方法，其特征在于：所述方法包括一个低通滤波器，用于控制参数更新速度。

10.根据权利要求4所述光放大器的自适应前馈控制方法，其特征在于：所述放大器可为掺铒光纤放大器、掺铥光纤放大器、镱铒共掺光纤放大器。