一种高均匀度主动磁补偿闭环控制系统及其控制方法技术方案

技术编号:46036664 阅读:17 留言:0更新日期:2025-08-05 19:40
本发明专利技术涉及一种高均匀度主动磁补偿闭环控制系统及其控制方法,采用的补偿线圈组为由三对匀场线圈和五对梯度线圈组成的双平面线圈组,与普遍的三对匀场线圈相比可以实现解决磁场非对称的问题,实现高均匀度剩磁补偿。此外,通过控制模块基于积分滑模控制与复合解耦算法可以进行高均匀度主动磁补偿及其控制,能够在保证磁屏蔽舱补偿区域处剩磁强度接近零的同时实现对工作区域整体的高均匀度剩磁补偿,不仅能够增大主动磁补偿系统存在可用的均匀区范围,且对于多线圈组系统带来的耦合影响可得到缓解,解决主动磁补偿系统控制器鲁棒性以及线圈组解耦控制问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及磁屏蔽舱主动磁补偿系统,具体而言,涉及一种高均匀度主动磁补偿闭环控制系统及其控制方法


技术介绍

1、在人磁信号测量方面,由于人体心磁、脑磁信号强度范围为几十至几百ft,与地磁场50μt-60μt相比相差几个量级,因此通常在由高磁导率材料如坡莫合金建造的磁屏蔽舱内以高精度的磁场测量仪器进行人磁信号测量,人磁信号测量往往在被动式的磁屏蔽舱外还要结合主动磁补偿系统获得极弱背景磁场。

2、当前常见的主动磁补偿系统设计往往受到各种限制,主要原因在于只关注磁屏蔽舱内部中心点处的单点剩磁补偿。通常主动磁补偿系统由xyz三轴匀场线圈、磁强计、微处理器、电流源等构成,通过在磁屏蔽舱中心点处设置磁强计获取磁场信号并提供给微处理器以计算补偿量,从而使用匀场线圈产生对应方向的补偿磁场完成闭环反馈。但是,由于存在外部梯度磁场、磁屏蔽舱孔洞缺陷等影响,导致磁屏蔽舱内磁场分布不对称,只通过单点反馈和三轴补偿的主动磁补偿系统难以实现高均匀度的剩磁补偿,使得舱内可用的均匀区范围受限。

3、对于考虑补偿屏蔽舱内磁场梯度以实现高均匀度的主动磁补偿方法,主本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种高均匀度主动磁补偿闭环控制系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的高均匀度主动磁补偿闭环控制系统,其特征在于,所述磁强计阵列由(m+n+s+1)个磁通门传感器(3)构成,这些所述磁通门传感器(3)的位置分布方式如下:

3.根据权利要求2所述的高均匀度主动磁补偿闭环控制系统,其特征在于,所述控制模块包括:

4.根据权利要求3所述的高均匀度主动磁补偿闭环控制系统,其特征在于,所述前馈解耦补偿器的运行方程为:

5.根据权利要求4所述的高均匀度主动磁补偿闭环控制系统,其特征在于,所述扰动观测器的运行方程为:p>

6.根据权...

【技术特征摘要】

1.一种高均匀度主动磁补偿闭环控制系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的高均匀度主动磁补偿闭环控制系统,其特征在于,所述磁强计阵列由(m+n+s+1)个磁通门传感器(3)构成,这些所述磁通门传感器(3)的位置分布方式如下:

3.根据权利要求2所述的高均匀度主动磁补偿闭环控制系统,其特征在于,所述控制模块包括:

4.根据权利要求3所述的高均匀度主动磁补偿闭环控制系统,其特征在于,所述前馈解耦补偿器的运行方程为:...

【专利技术属性】
技术研发人员:文通袁昊祥张泽林李海涛刘习凯
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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