一种神经网络控制的地表探测发射装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种神经网络控制的地表探测发射装置，包括两个直流电源、斩波稳流电路、三角波发生器、H桥级联逆变电路、负载线圈、上位机、半实物仿真器、逆变驱动电路、电流采样模块、电压采样模块和信号滤波电路；H桥级联电路能提高电路耐压等级，扩大直流电源逆变后的输出电压值，产生较少的电压谐波，在连接负载线圈前可以节约掉滤波电路部分，简化电路结构。当探测频率发生变化时，系统阻抗也发生变化，上位机通过连接半实物仿真器，将负载电流与电压作为神经网络的输入，利用神经网络程序进行局部寻优，通过驱动电路驱动H桥级联逆变电路改变开关管的开断时间，迅速调节输出电压从而保证发射电流的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种神经网络控制的地表探测发射装置
本技术涉及电力电子
，尤其是涉及一种神经网络控制的地表探测发射装置。
技术介绍
在浅地表探测中，为了节省人力物力，降低探测成本，避免对地面造成不必要的挖掘与破坏，频率域电磁探测技术被广泛使用：频率域电磁探测技术能够探测较宽的频率范围，它是通过发射线圈在探测区域内形成一次场，当探测区域有异常体出现时，通过探测由异常体内部涡流产生的二次场确定异常体的位置。在实际探测中，频率的变化范围较大，变化范围从几十赫兹可扩大至几十千赫兹。当频率较高时，输出电压需要对应提高很大等级，在野外条件下，携带并更换直流电源是不可行的，而普通的便携式直流电源无法提供足够的电压。常用的方法是通过PWM调节占空比，这种方法虽然可以使得逆变电路输出电压增大，但当电压过大，器件的耐压等级不够会引起发热，严重时会烧毁电路，并且输出电压中的谐波含量不能有效控制。当频率较低时，在调节电流稳定过程中，传统方法是在结合Buck电路与全桥逆变电路，然后利用PID技术调节Buck电路占空比，但使用这种方法具有较低的灵敏度，调节速度不够迅速。
技术实现思路
本技术涉及一种神经网络控制的地表探测发射装置，目的在于解决浅地表探测过程中发射机输出电压不足，以及稳定输出电流过程不够迅速的问题。本技术的目的是通过以下技术方案实现的:一种神经网络控制的地表探测发射装置，包括1号直流电源、2号直流电源、斩波稳流电路、三角波发生器、H桥级联逆变电路、负载线圈、上位机、半实物仿真器、逆变驱动电路、电流采样模块、电压采样模块、信号滤波电路；1号直流电源的输出端连接斩波稳流电路的输入端，斩波稳流电路的输出端连接H桥级联逆变电路的输入端，三角波发生器的输出端连接H桥级联逆变电路的输入端，H桥级联逆变电路的输出端连接负载线圈的输入端；H桥级联逆变电路的输出端还分别与电流采样模块的输入端和电压采样模块的输入端连接；电流采样模块的输出端与信号滤波电路的输入端连接；电压采样模块的输出端与所述信号滤波电路的输入端连接；信号滤波电路的输出端与半实物仿真器的输入端连接；上位机的输出端连接半实物仿真器的输入端；半实物仿真器的输出端分别与上位机的输入端以及逆变驱动电路的输入端连接；逆变驱动电路的输入端还与2号直流电源的输出端连接，H桥级联逆变电路的输入端与逆变驱动电路的输出端连接。进一步的技术方案包括：H桥级联逆变电路由三个H桥H1桥、H2桥和H3桥串联组成，且H1桥、H2桥和H3桥均分别由Udc供电；H1桥由开关管S11、开关管S12、开关管S13和开关管S14构成，开关管S11的源极与开关管S13的漏极相连，开关管S12的源极与开关管S14的漏极相连，且在开关管S11,开关管S12、开关管S13和开关管S14中的每个开关管两端各自并联一个反馈二极管；H2桥由开关管S21、开关管S22、开关管S23和开关管S24构成，开关管S21的源极与开关管S23的漏极相连，开关管S22的源极与开关管S24的漏极相连，且在开关管S21、开关管S22、开关管S23和开关管S24中的每个开关管两端各自并联一个反馈二极管；H3桥由开关管S31、开关管S32、开关管S33和开关管S34构成，开关管S31的源极与开关管S33的漏极相连，开关管S32的源极与开关管S34的漏极相连，且在开关管S31、开关管S32、开关管S33和开关管S34中的每个开关管两端各自并联一个反馈二极管；开关管S11的源极与开关管S13的漏极连线的中点与负载线圈的正极相连，开关管S12的源极和开关管S14的漏极的连线的中点与开关管S21的源极和开关管S23的漏极的连线的中点相连，开关管S22的源极和开关管S24的漏极连线的中点与开关管S31的源极和开关管S33的漏极的连线的中点相连，开关管S32的源极与开关管S34的漏极的连线的中点与负载线圈的负极相连。斩波稳流电路包括电阻R1、开关管Q、二极管D1、电感L1、和电容C1，使用Buck拓扑结构。逆变驱动电路包括型号为IR2110的光耦隔离驱动器、电容C2、电容C3、电容C4、电容C5和二极管D2；光耦隔离驱动器的VDD管脚连接+5V电压，光耦隔离驱动器的HIN管脚和LIN管脚连接PWM输入端，光耦隔离驱动器的SD和VSS管脚接地，+5V电压在连接电容C2后接地，光耦隔离驱动器的H0管脚连接H桥级联逆变电路的S11的栅极，光耦隔离驱动器的L0管脚连接H桥级联逆变电路的S13的栅极，光耦隔离驱动器的VB管脚连接电容C3和电容C4的并联结构的正极，光耦隔离驱动器的VS管脚连接电容C3和电容C4并联结构的负极，光耦隔离驱动器的VCC管脚连接+12V电压，+12V电压通过电容C5连接光耦隔离驱动器的COM管脚，+12V电压连接二极管D2的阳极，经过二极管D2后连接电容C3和电容C4并联结构的正极。电流采样模块由型号为LTS25-NP的电流传感器、电容C6、电阻R2、电阻R3、电阻R4、电阻R5和运算放大器组成，采样电流从电流传感器的IN管脚流入并从电流传感器的OUT管脚流出，电流传感器的+5V管脚连接+5V电压，电流传感器的GND管脚接地，+5V电压连接电容C6后接地，电流传感器的OUT管脚连接电阻R4后连接运算放大器的同相输入端，运算放大器的同相输入端在连接电阻R5后接地，+5V电压连接电阻R2后接入运算放大器的反相输入端，运算放大器的反相输入端连接电阻R3后连接运算放大器的输出端。电压采样模块由包括型号为LV28-P的电压传感器、电阻R6、电阻R7、电阻R8、电容C7、电容C8、电容C9和电感L2，采样电压经过电阻R6和电阻R7的并联结构后连接电压传感器的+HT管脚，电压传感器的-HT管脚接地，电压传感器的-15管脚连接-15V电压，电压传感器的-15管脚还在连接电容C7后接地，电压传感器的+15管脚连接+15V电压，电压传感器的+15管脚还在连接电容C8后接地，电压传感器的M管脚连接电阻R8和电容C9的并联结构，电阻R8和电容C9的并联结构连接电感L2后接地。信号滤波电路包括运算放大器、电阻R9、电阻R10、电阻R11、电阻R12、电容C10和电容C11组成；采样输入连接电阻R9，电阻R9连接电阻R10，电阻R10连接运算放大器的同相输入端，电阻R9还连接电容C11的正极，电容C11的负极连接运算放大器的输出端，运算放大器的同相输入端连接电容C10后接地，运算放大器的反相输入端连接电阻R11后接地，运算放大器的反相输入端连接电阻R12后连接运算放大器的输出端。半实物仿真器为熠速公司的speedgoat仿真器，半实物仿真器的以太网接口与上位机的以太网接口连接，半实物仿真器的A/D接口连接信号滤波电路的滤波输出，半实物仿真器的驱动接口连接逆变驱动电路的HIN管脚与LIN管脚。本技术具有以下有益效果：本技术提供的一种神经网络控制的地表探测发射装置，通过H桥级联逆变电路能够大幅扩大逆变电压的最高输出值，并且H桥级联电路可以有效的去除谐波，在电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种神经网络控制的地表探测发射装置，其特征在于，包括1号直流电源(1)、2号直流电源(2)、斩波稳流电路(3)、三角波发生器(4)、H桥级联逆变电路(5)、负载线圈(6)、上位机(7)、半实物仿真器(8)、逆变驱动电路(10)、电流采样模块(11)、电压采样模块(12)、信号滤波电路(9)；/n1号直流电源(1)的输出端连接斩波稳流电路(3)的输入端，斩波稳流电路(3)的输出端连接H桥级联逆变电路(5)的输入端，三角波发生器(4)的输出端连接H桥级联逆变电路(5)的输入端，H桥级联逆变电路(5)的输出端连接负载线圈(6)的输入端；H桥级联逆变电路(5)的输出端还分别与电流采样模块(11)的输入端和电压采样模块(12)的输入端连接；/n电流采样模块(11)的输出端与信号滤波电路(9)的输入端连接；电压采样模块(12)的输出端与所述信号滤波电路(9)的输入端连接；信号滤波电路(9)的输出端与半实物仿真器(8)的输入端连接；上位机(7)的输出端连接半实物仿真器(8)的输入端；半实物仿真器(8)的输出端分别与上位机(7)的输入端以及逆变驱动电路(10)的输入端连接；逆变驱动电路(10)的输入端还与2号直流电源(2)的输出端连接，H桥级联逆变电路(5)的输入端与逆变驱动电路(10)的输出端连接。/n...

【技术特征摘要】
1.一种神经网络控制的地表探测发射装置，其特征在于，包括1号直流电源(1)、2号直流电源(2)、斩波稳流电路(3)、三角波发生器(4)、H桥级联逆变电路(5)、负载线圈(6)、上位机(7)、半实物仿真器(8)、逆变驱动电路(10)、电流采样模块(11)、电压采样模块(12)、信号滤波电路(9)；
1号直流电源(1)的输出端连接斩波稳流电路(3)的输入端，斩波稳流电路(3)的输出端连接H桥级联逆变电路(5)的输入端，三角波发生器(4)的输出端连接H桥级联逆变电路(5)的输入端，H桥级联逆变电路(5)的输出端连接负载线圈(6)的输入端；H桥级联逆变电路(5)的输出端还分别与电流采样模块(11)的输入端和电压采样模块(12)的输入端连接；
电流采样模块(11)的输出端与信号滤波电路(9)的输入端连接；电压采样模块(12)的输出端与所述信号滤波电路(9)的输入端连接；信号滤波电路(9)的输出端与半实物仿真器(8)的输入端连接；上位机(7)的输出端连接半实物仿真器(8)的输入端；半实物仿真器(8)的输出端分别与上位机(7)的输入端以及逆变驱动电路(10)的输入端连接；逆变驱动电路(10)的输入端还与2号直流电源(2)的输出端连接，H桥级联逆变电路(5)的输入端与逆变驱动电路(10)的输出端连接。


2.根据权利要求1所述的一种神经网络控制的地表探测发射装置，其特征在于，H桥级联逆变电路(5)由三个H桥H1桥、H2桥和H3桥串联组成，且H1桥、H2桥和H3桥均分别由Udc供电；H1桥由开关管S11、开关管S12、开关管S13和开关管S14构成，开关管S11的源极与开关管S13的漏极相连，开关管S12的源极与开关管S14的漏极相连，且在开关管S11,开关管S12、开关管S13和开关管S14中的每个开关管两端各自并联一个反馈二极管；H2桥由开关管S21、开关管S22、开关管S23和开关管S24构成，开关管S21的源极与开关管S23的漏极相连，开关管S22的源极与开关管S24的漏极相连，且在开关管S21、开关管S22、开关管S23和开关管S24中的每个开关管两端各自并联一个反馈二极管；H3桥由开关管S31、开关管S32、开关管S33和开关管S34构成，开关管S31的源极与开关管S33的漏极相连，开关管S32的源极与开关管S34的漏极相连，且在开关管S31、开关管S32、开关管S33和开关管S34中的每个开关管两端各自并联一个反馈二极管；开关管S11的源极与开关管S13的漏极连线的中点与负载线圈的正极相连，开关管S12的源极和开关管S14的漏极的连线的中点与开关管S21的源极和开关管S23的漏极的连线的中点相连，开关管S22的源极和开关管S24的漏极连线的中点与开关管S31的源极和开关管S33的漏极的连线的中点相连，开关管S32的源极与开关管S34的漏极的连线的中点与负载线圈(6)的负极相连。


3.根据权利要求1所述的一种神经网络控制的地表探测发射装置，其特征在于，斩波稳流电路(3)包括电阻R1、开关管Q、二极管D1、电感L1、和电容C1，使用Buck拓扑结构。


4.根据权利要求2所述的一种神经网络控制的地表探测发射装置，其特征在于，逆变驱动电路(10)包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：周逢道，何宗泽，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：新型
国别省市：吉林;22