基于SABER的地质发射机的仿真及设计
发布时间：2020-12-16 04:52
瞬变电磁法,是利用接地线源或不接地线圈向地下发射一次脉冲磁场,在一次脉冲磁场间歇期间利用线圈或接地电极观测地下介质中引起的二次感应涡流场,从而探测介质电阻率的一种方法。本文根据现有瞬变电磁发射机的设计方法,研究开发设计了一种基于瞬变电磁法的便携式地质发射机。论文第一章首先研究了地质发射机的国内外研究现状,具体分析了时间域瞬变电磁法的基本原理,在此基础上近一步分析了两款国外地质发射机的特点,并将国内外的地质发射机做了性能上的对比,由此提出地质发射机任然存在的几点问题。本文要设计的地质发射机要解决的四个关键技术问题是:（1）主电路的拓扑结构;（2）减小电压尖峰;（3）减小关断延时;（4）采用单片机加CPLD（Complex Programmable Logic Device）的系统设计。针对地质发射机主电路的拓扑结构的设计,本文第二章首先分析了一般地质发射机的系统结构。针对一般地质发射机在发射时IGBT开通关断瞬间可能会存在较高的电压尖峰的问题,本文提出了无源无损缓冲电路,并利用SABER仿真软件对无源无损缓冲电路和传统RCD缓冲电路进行了仿真对比。现有发射机的关断延时时间较长,不利于对浅...
【文章来源】：中国舰船研究院北京市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 地质发射机国内外研究现状
1.2.1 时间域电磁法基本原理
1.2.2 地质发射机研究现状及存在的问题
1.2.3 研究的目的和研究的内容
第二章 地质发射机主电路的仿真及设计
2.1 地质发射机主发射电路的原理与仿真
2.1.1 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）概述
2.1.2 IGBT的SABER建模
2.1.3 地质发射机H逆变桥拓扑研究
2.2 无源无损缓冲电路的仿真与设计
2.2.1 无源无损缓冲电路的理论分析
2.2.2 传统钳位式RCD仿真电路图与仿真结果分析
2.2.3 无源无损缓冲电路仿真电路图与仿真结果分析
2.3 快速关断电路的仿真与设计
第三章 地质发射机主控制系统的设计
3.1 单片机与CPLD系统的设计
3.1.1 C8051F系列单片机简介
3.1.2 复杂可编程逻辑器件CPLD简介
3.1.3 单片机与CPLD的功能划分
3.1.4 单片机与CPLD的接口及数据传输
3.1.5 单片机端口配置设计
3.2 地质发射机检测保护模块的设计
3.2.1 温度检测电路
3.2.2 发射电流检测电路
3.2.3 关断延迟时间检测
3.3 地质发射机IGBT驱动电路的设计
3.3.1 IGBT驱动电路设计一般要求
3.3.2 IGBT驱动电路设计具体要求
3.2.3 IGBT驱动器外围电路设计
3.4 地质发射机并机使用设计
第四章 地质发射机系统程序设计
4.1 系统软件设计
4.2 单片机软件设计
4.3 CPLD的设计流程
4.4 发射机模块的CPLD设计
4.5 发射机实验波形
第五章 总结与展望
5.1 主要研究成果及结论
5.2 后期工作展望
致谢
参考文献
学术论文和科研成果目录
附录
A．发射机主控板、驱动板、电源与检测板
B．主机面板图
【参考文献】：
期刊论文
[1]大深度多功能电磁探测技术研究[J]. 林品荣,郭鹏,石福升,郑采君,李勇,李建华,徐宝利. 地球学报. 2010(02)
[2]频率域电法的新进展[J]. 何继善. 地球物理学进展. 2007(04)
[3]瞬变电磁法浅层探测技术[J]. 于生宝,王忠,嵇艳鞠,林君. 电波科学学报. 2006(02)
[4]瞬变电磁发射机控制系统设计[J]. 谭国贞,付志红,周雒维,罗强. 电测与仪表. 2006(03)
[5]混场源电磁法仪器研制进展[J]. 程德福,王君,李秀平,段清明,林君. 地球物理学进展. 2004(04)
[6]电磁法及电法仪器的新进展和应用[J]. 刘国栋. 石油地球物理勘探. 2004(S1)
[7]大功率绝缘栅双极晶体管模块缓冲电路的多目标优化设计[J]. 唐欣,罗安,李刚. 中国电机工程学报. 2004(11)
[8]电性源瞬变电磁法在煤田水文地质调查中的应用[J]. 黄力军,陆桂福,刘瑞德. 工程地球物理学报. 2004(02)
[9]C8051F与80C51系列单片机的不同初始化[J]. 叶丽娜. 国外电子元器件. 2004(03)
[10]ATEM-Ⅱ瞬变电磁仪数据处理软件的研制与应用[J]. 嵇艳鞠,林君,程德福,于生宝. 吉林大学学报(地球科学版). 2003(02)
博士论文
[1]高压大功率电磁发射机供电关键技术的研究[D]. 余飞.北京工业大学 2013
[2]混场源电磁探测关键技术研究[D]. 王言章.吉林大学 2010
硕士论文
[1]基于DSP&FPGA的地面电磁探测发射机的设计与研究[D]. 冯金兰.北京工业大学 2014
[2]基于FPGA的电磁发射机的研制[D]. 樊伟.吉林大学 2013
[3]宽频电磁发射机驱动软件设计[D]. 陈光源.中国地质大学（北京） 2011
[4]中功率电性源电磁发射机的硬件研制[D]. 吴凯.中国地质大学（北京） 2011
[5]基于ATEM-Ⅱ的改进型电磁法发射系统设计与实现[D]. 徐立忠.吉林大学 2008
[6]宽频恒幅交流方波电流源的研究[D]. 赵俊丽.重庆大学 2008
[7]馈能型恒压钳位双极性脉冲电流源的研究[D]. 杜茗茗.重庆大学 2007
本文编号：2919562
【文章来源】：中国舰船研究院北京市
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景及意义
1.2 地质发射机国内外研究现状
1.2.1 时间域电磁法基本原理
1.2.2 地质发射机研究现状及存在的问题
1.2.3 研究的目的和研究的内容
第二章 地质发射机主电路的仿真及设计
2.1 地质发射机主发射电路的原理与仿真
2.1.1 绝缘栅双极型晶体管（IGBT）概述
2.1.2 IGBT的SABER建模
2.1.3 地质发射机H逆变桥拓扑研究
2.2 无源无损缓冲电路的仿真与设计
2.2.1 无源无损缓冲电路的理论分析
2.2.2 传统钳位式RCD仿真电路图与仿真结果分析
2.2.3 无源无损缓冲电路仿真电路图与仿真结果分析
2.3 快速关断电路的仿真与设计
第三章 地质发射机主控制系统的设计
3.1 单片机与CPLD系统的设计
3.1.1 C8051F系列单片机简介
3.1.2 复杂可编程逻辑器件CPLD简介
3.1.3 单片机与CPLD的功能划分
3.1.4 单片机与CPLD的接口及数据传输
3.1.5 单片机端口配置设计
3.2 地质发射机检测保护模块的设计
3.2.1 温度检测电路
3.2.2 发射电流检测电路
3.2.3 关断延迟时间检测
3.3 地质发射机IGBT驱动电路的设计
3.3.1 IGBT驱动电路设计一般要求
3.3.2 IGBT驱动电路设计具体要求
3.2.3 IGBT驱动器外围电路设计
3.4 地质发射机并机使用设计
第四章 地质发射机系统程序设计
4.1 系统软件设计
4.2 单片机软件设计
4.3 CPLD的设计流程
4.4 发射机模块的CPLD设计
4.5 发射机实验波形
第五章 总结与展望
5.1 主要研究成果及结论
5.2 后期工作展望
致谢
参考文献
学术论文和科研成果目录
附录
A．发射机主控板、驱动板、电源与检测板
B．主机面板图
【参考文献】：
期刊论文
[1]大深度多功能电磁探测技术研究[J]. 林品荣,郭鹏,石福升,郑采君,李勇,李建华,徐宝利. 地球学报. 2010(02)
[2]频率域电法的新进展[J]. 何继善. 地球物理学进展. 2007(04)
[3]瞬变电磁法浅层探测技术[J]. 于生宝,王忠,嵇艳鞠,林君. 电波科学学报. 2006(02)
[4]瞬变电磁发射机控制系统设计[J]. 谭国贞,付志红,周雒维,罗强. 电测与仪表. 2006(03)
[5]混场源电磁法仪器研制进展[J]. 程德福,王君,李秀平,段清明,林君. 地球物理学进展. 2004(04)
[6]电磁法及电法仪器的新进展和应用[J]. 刘国栋. 石油地球物理勘探. 2004(S1)
[7]大功率绝缘栅双极晶体管模块缓冲电路的多目标优化设计[J]. 唐欣,罗安,李刚. 中国电机工程学报. 2004(11)
[8]电性源瞬变电磁法在煤田水文地质调查中的应用[J]. 黄力军,陆桂福,刘瑞德. 工程地球物理学报. 2004(02)
[9]C8051F与80C51系列单片机的不同初始化[J]. 叶丽娜. 国外电子元器件. 2004(03)
[10]ATEM-Ⅱ瞬变电磁仪数据处理软件的研制与应用[J]. 嵇艳鞠,林君,程德福,于生宝. 吉林大学学报(地球科学版). 2003(02)
博士论文
[1]高压大功率电磁发射机供电关键技术的研究[D]. 余飞.北京工业大学 2013
[2]混场源电磁探测关键技术研究[D]. 王言章.吉林大学 2010
硕士论文
[1]基于DSP&FPGA的地面电磁探测发射机的设计与研究[D]. 冯金兰.北京工业大学 2014
[2]基于FPGA的电磁发射机的研制[D]. 樊伟.吉林大学 2013
[3]宽频电磁发射机驱动软件设计[D]. 陈光源.中国地质大学（北京） 2011
[4]中功率电性源电磁发射机的硬件研制[D]. 吴凯.中国地质大学（北京） 2011
[5]基于ATEM-Ⅱ的改进型电磁法发射系统设计与实现[D]. 徐立忠.吉林大学 2008
[6]宽频恒幅交流方波电流源的研究[D]. 赵俊丽.重庆大学 2008
[7]馈能型恒压钳位双极性脉冲电流源的研究[D]. 杜茗茗.重庆大学 2007
本文编号：2919562
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