The present invention discloses an environmental magnetic interference active compensation system for magnetic field reappearing coils. The environment interfered magnetic field measured by a vector magnetic sensor is converted into a voltage signal into a compensation controller, and a compensation signal is generated by a feedback control module, which is generated by a feedforward control module. When the compensation signal is added to the winding in the corresponding direction of the compensating coil, the excitation compensation coil produces magnetic field to counteract the wave interference; the problem of the scalar compensation in the magnetic field recovery system is successfully solved. The method has the advantages of convenient operation, high automation, low cost, high cost performance, and compensation over the same time. In addition, the compensation parameter correction method can also be used to correct the DC offset part in the compensation current so as to achieve the purpose of canceling only the interference magnetic field, without affecting the accuracy of the reappearing magnetic field, and the feedforward compensation for the frequency and harmonic frequency of the working frequency in the environment is also compensated.
【技术实现步骤摘要】
一种用于磁场复现线圈的环境磁干扰主动补偿系统
本专利技术属于磁场复现
,具体涉及一种用于磁场复现线圈的环境磁干扰主动补偿系统。
技术介绍
环境磁干扰主要指由于车辆、电梯等磁性物体移动产生的低频扰动磁场,以及电力线缆中50Hz/60Hz工频及谐波电流产生的交流扰动磁场。在磁场复现系统中环境磁干扰是影响复现磁场准确度及稳定度的重要因素。申请号为200810187847.X,名称为“超低磁空间与磁场复现的集成装置”的专利申请中描述了一种采用多层高导磁材料构建立方体屏蔽室,利用磁旁路原理抑制环境磁干扰,是一种被动方式。该种方式具有造价高(屏蔽室的造价远高于磁场复现系统),高导磁材料与磁场线圈相互影响等缺陷。申请号为201320722859.4,技术名称为“一种磁场复现测量噪声补偿装置”的专利提出了一种采用钾光泵磁强计进行总场测量,并进行噪声磁场补偿的方法。该方案采用的补偿传感器为钾光泵磁强计,一种测量总场的标量传感器,补偿过程中只可将补偿信号传输到一个磁场分量中,而环境的干扰磁场的强度、方向、频率均是实时变动并且不确定的,因此该补偿方式具有一定的缺陷,不适用于标量磁传感器的测试。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术的目的是提供一种用于磁场复现线圈的环境磁干扰主动补偿系统可同时对三个分量的磁场环境进行动态补偿,达到复现稳定磁场的目的。一种用于磁场复现线圈的环境磁干扰主动补偿系统,包括矢量磁传感器、三轴补偿线圈、磁场补偿控制器和上位机;其中,磁场补偿控制器包括采集模块、磁场设置模块、PI反馈控制模块、PID前馈控制模块以及电压电流转换模块;所述三轴补偿线圈放置于需要 ...
【技术保护点】
1.一种用于磁场复现线圈的环境磁干扰主动补偿系统,其特征在于,包括矢量磁传感器、三轴补偿线圈、磁场补偿控制器和上位机;其中,磁场补偿控制器包括采集模块、磁场设置模块、PI反馈控制模块、PID前馈控制模块以及电压电流转换模块;所述三轴补偿线圈放置于需要进行补偿的磁场环境中;所述矢量磁传感器放置在三轴补偿线圈的磁场均匀区内,其三个磁敏感轴分别与三轴补偿线圈的三轴对应平行,用于实时测量环境总磁场,并输出对应的模拟电压信号;所述采集模块用于将所述矢量磁传感器输出的模拟信号转化为数字量,然后将该数字量发送给所述上位机;所述磁场设置模块用于接收上位机发送的标准电压值Ur,然后转换为标准电压模拟信号;所述PI反馈控制模块包括模拟减法电路和模拟比例积分PI电路;模拟减法电路用于将所述磁场设置模块输出的标准电压Ur模拟信号与矢量磁传感器输出的模拟电压信号作差,得到差值;模拟比例积分PI电路对所述差值进行比例积分运算,得到电压形式的反馈补偿信号;所述PID前馈控制模块包括微处理器、频率直接合成DDS电路和比例积分微分PID电路;所述微处理器接收上位机发送的磁场幅值命令字及频率命令字;频率直接合成DDS电路 ...
【技术特征摘要】
1.一种用于磁场复现线圈的环境磁干扰主动补偿系统,其特征在于,包括矢量磁传感器、三轴补偿线圈、磁场补偿控制器和上位机;其中,磁场补偿控制器包括采集模块、磁场设置模块、PI反馈控制模块、PID前馈控制模块以及电压电流转换模块;所述三轴补偿线圈放置于需要进行补偿的磁场环境中;所述矢量磁传感器放置在三轴补偿线圈的磁场均匀区内,其三个磁敏感轴分别与三轴补偿线圈的三轴对应平行,用于实时测量环境总磁场,并输出对应的模拟电压信号;所述采集模块用于将所述矢量磁传感器输出的模拟信号转化为数字量,然后将该数字量发送给所述上位机;所述磁场设置模块用于接收上位机发送的标准电压值Ur,然后转换为标准电压模拟信号;所述PI反馈控制模块包括模拟减法电路和模拟比例积分PI电路;模拟减法电路用于将所述磁场设置模块输出的标准电压Ur模拟信号与矢量磁传感器输出的模拟电压信号作差,得到差值;模拟比例积分PI电路对所述差值进行比例积分运算,得到电压形式的反馈补偿信号;所述PID前馈控制模块包括微处理器、频率直接合成DDS电路和比例积分微分PID电路;所述微处理器接收上位机发送的磁场幅值命令字及频率命令字;频率直接合成DDS电路根据磁场幅值命令字及频率命令字得到相应的交流电压信号;所述比例积分微分PID电路对所述交流电压信号进行PID运算后,得到电压形式的前馈补偿信号;所述电压电流转换模块将PI反馈控制模块输出的反馈补偿信号和PID前馈控制模块输出的前馈补偿信号相加,得到补偿电压;然后再把相加后的补偿电压转换为补偿电流,送入三轴补偿线圈;所述三轴补偿线圈根据输入的补偿电流产生磁场,抵消环境磁干扰;所述上位机根据外部输入的目标磁场值Br,根据标准电压转换模型Ur=kBr+Uo,计算得到标准电压值Ur,式中,k和U0为转换参数,所述标准电压转换模型具体获得过程为:在三轴补偿线圈不工作的情况下,获得在磁场复现线圈工作时,低噪矢量磁传感器测量的电压值;将磁场复现线圈的磁场值作为Br,将此时低噪矢量磁传感器测量的电压值作为Ur,获得多组Br和Ur后,对模型Ur=kBr+Uo进行最...
【专利技术属性】
技术研发人员:翟晶晶,张海波,李享,王芬,蔡逍,
申请(专利权)人:中国船舶重工集团公司第七一零研究所,
类型:发明
国别省市:湖北,42
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