磁性源电磁法发射机发射电流测量系统设计与实现

发布时间：2017-12-07 09:33

  本文关键词：磁性源电磁法发射机发射电流测量系统设计与实现

  更多相关文章： 大电流采样分流器 残余电感 有限元分析 PWM噪声 小波变换

【摘要】：目前,在磁性源航空电磁法发射机的发射电流测量领域,由于发射机的输出电流大,且其采用PWM的调制方式,因此在梯形波的上升段及平顶段会有干扰,因而如何准确的获得发射波形成为亟需解决的问题之一。本文以精确获得大功率发射机的输出电流波形为目的,对大功率发射机的输出电流测量系统进行了总体设计,并分别对大电流分流采样器、电压数据采集系统及PWM噪声去噪方法进行了研究。大电流分流采样器的设计主要是制作一种可以精确获得大功率发射机输出电流的分流电阻,该分流电阻具有nH数量级的电感及远小于发射机负载的阻抗的特点。针对以上所述特点,本文提出采用一种同轴套筒型结构的分流采样器,该分流器具有电阻小,电感小,抗干扰能力强的特点;对同轴套筒型电阻进行了有限元方法的建模,计算了该结构的电感;采用电磁场有限元软件Ansoft Maxwell对该采样分流器进行了电磁场仿真计算,分别计算了不同尺寸的采样电阻的电感。应用图形化编程软件LabVIEW设计了一套数据采集系统,采用NI-USB4432采集卡,该系统可以实时显示并采集出采样分流器的电压数据。对采集出的PWM噪声进行去噪,对于得到最终发射机波形有着重要的意义。本文采用提升小波变换的方法,可以降低计算量,同时使去噪的过程始终在时域内进行,从而减小失真;采用Stein无偏似然估计的阈值选取方法来获得阈值,该方法可以对提升小波变换去噪效果不明显的缺点进行补偿,从而实现在全频范围内既能最大限度的减小失真,又提高了去噪效果的目的。本文采用LCR测量仪对制作出的采样分流器样品进行了感抗的测量,测量结果为该采样电阻的阻值为1.5 m?,电感为45.64 nH,完全达到了测量要求,采用该采样分流器对大功率发射机的输出电流进行了实际测试实验,实验结果显示,相比于过去使用的直板型采样电阻结构,失真度可以提高一个数量级。采用Matlab对上文提到的去噪算法进行了程序设计,基本滤除了上升段及平顶段的PWM噪声,同时具有较低的失真度,达到了项目要求。
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：P631.325

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本文编号：1261948