反馈环节对磁通门全张量探头幅频特性的影响研究

发布时间：2017-12-15 14:15

  本文关键词：反馈环节对磁通门全张量探头幅频特性的影响研究

  更多相关文章： 磁通门全张量探头 反馈环节 幅频特性 稳态误差

【摘要】：磁通门全张量仪基于磁梯度张量的原理,在磁偶极子定位和勾画场源边界上具有突出优势,磁梯度张量测量技术相对于传统的磁法勘探技术具有更为独特的优势,使得其在矿产探测和地质勘探方面具有重要的实用价值。目前国内吉林大学研制的磁通门全张量仪,实现了磁梯度张量的测量。磁通门全张量仪由磁通门全张量探头和磁通门张量采集系统两部分组成,其中三分量磁通门传感器作为磁通门全张量探头的一个重要组成部分,在非零的地磁场环境下存在稳定性差、非线性误差大的不足。为克服此不足,目前采用以积分控制为主的反馈环节来调节球形线圈上的电流,使球形线圈内的磁通门传感器工作在零磁场附近。但是,此反馈环节会限制磁通门全张量探头可利用的带宽,因此改进反馈环节对提高磁通门全张量仪的探测频响具有重要的实际意义。本文主要研究工作如下:1.分析了反馈环节磁补偿原理。首先,介绍目前磁通门全张量探头的组成;其次,通过对当前闭环系统的模型分析,指出探头存在的缺陷,并给出克服此缺陷的方法;最后设计数字磁补偿驱动电路。2.分析了控制器参数对闭环控制系统的影响。从双线性变换法和离散化理论分析两个方面引出了离散化数字控制器。求得数字闭环系统的传递函数,并分析控制器参数分别对磁通门全张量探头的幅频特性及稳态误差的影响。3.详细介绍反馈环节中数字磁补偿驱动电路的硬件设计。以飞思卡尔芯片作为主控制器,并设计了低噪声放大器的模拟调理电路,采用Σ-Δ型高精度模数转换器和高精度电压控制的数模转换器,完成了数据的采集和信号的输出。4.对改进后的磁通门全张量探头进行测试及验证。分别给出了反馈环节中数字磁补偿驱动电路的噪声测试结果及系统性能的测试结果。实验结果和理论分析吻合,满足了磁通门全张量仪在探测频响方面的要求。
【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】：P631.222

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本文编号：1292256