一阶数控球形反馈磁张量梯度仪动态特性研究.pdf

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1、第37卷第12期2016年12月仪器仪表学报ChineseJournalofScientificInstrumentV01．37No．12Dee．2016一阶数控球形反馈磁张量梯度仪动态特性研究王言章1”，陈昆112，随阳轶1”，康盼1”，苗红松1，2(1．地球信息探测仪器教育部重点实验室长春130026；2．吉林大学仪器科学与电气工程学院长春130026)摘要：磁通门张量探头在非零的地磁场环境下存在稳定性差、非线性误差大等不足。为克服此类缺陷，需采用磁补偿技术使磁通门工作在零磁场环境。以提高磁通门张量探头的探测精度为目的，采

2、用球形线圈及对应的驱动模块作为磁补偿装置，利用一阶数字控制系统的方法建立磁补偿装置的数学模型，并对其进行参数优化实现最优控制。实验结果显示，当带有球形反馈线圈磁通门张量探头的稳态误差在52．56nT之内时，系统的带宽将扩展至4．75Hz，该结果能够同时满足磁张量梯度仪的探测精度及带宽要求，提高了其在航空地球物理探测中的应用价值。关键词：磁通门张量探头；磁补偿装置；带宽；稳态误差中图分类号：TP212．13TH76文献标识码：A国家标准学科分类代码：510．99ResearchOildynamiccharacteristicso

3、fsphericalfeedbackmagnetictensorgradiometerwithfirst—orderdigitalcontrollerWangYanzhan917，ChenKunl一，SuiYangyil”，KangPanl”，MiaoHongson91’2(J．KeyLaboratoryforGeophysicalExplorationEquipmentofMin括tryofEducation，Changchun130026，China；2．CollegeofInstrumentation&Electrica

4、lEngineering，JilinUniversity，Changchun130026，China)Abstract：Fluxgatetensorprobehasthedefectsofpoorstabilityandlargenonlinearerrorinnon—zeroEarthgmagneticfieldenvironment．Inordertoovercomethesedefects，magneticcompensationtechnologyisadoptedtomakethefluxgateworkatnear

5、zeromagneticfieldenvironment．Inthispaper，improvingthedetectionaccuracyofthefluxgatetensorprobeistakenasthetarget．asphericalcoilandcorrespondingdrivingmoduleareadoptedasthemagneticcompensationdevice，amethodoffirst—orderdigitalcontrolsystemisusedtoestablishthemathemat

6、icalmodelofthemagneticcompensationdevice，andthecontrolparametersareoptimizedtoachievetheoptimalcontr01．Experimentresultsshowthatthebandwidthofthesystemisextendedto4．75HzwhenthesteadystateerroroffluxgatetensorprobewithasphericalfeedbackcolliSwithin52．56nT．andthisresu

7、ltcanmeetthedetectionaccuracyandbandwidthrequirementsoffluxgatemagnetictensorgradiometer，whichenhancestheapplicationvahleoftheproposedmethodinaerogeophysicalexploration．Keywords：fluxgatetensorprobe；magneticcompensationdevice；bandwidth；steadystateerrorl引言近年来，磁张量梯度测量在

8、航空地球物理勘探上具有突出的优势，被广泛应用于火山活动的监测。“、地表矿产的探测¨⋯、地面移动磁性目标的探查垆。、地面及水下未爆炸物的检查∞。’、评估科学实验中的磁场环境。8、金属磁记忆检测。9I等。自2011年以来，国内吉林大学研究组利用4个三分量磁通门，采用十字形架构组成