基于HTEM系统的多激励源脉冲发射电路研究

随着我国对复杂地形条件下地质勘探需求的增加,直升机瞬变电磁系统(HTEM)的发展越来越受到重视。针对直升机瞬变电磁系统发射信号的需求,提出了一种多激励源脉冲电流发射电路,详细分析了该电路的运行原理和电路模态,并给出了详细的电路仿真参数和仿真结果。研制完成一套原理样机,该样机半正弦波峰值发射电流达到800 A,最大发射磁矩≥120万A·m^(2),梯形波最大峰值发射电流达到70 A。提出的多激励源脉冲发射电路能够有效提高直升机瞬变电磁系统对深部资源和浅部资源探测能力,对直升机瞬变电磁发射机的设计具有一定的参考意义。

基于HTEM系统的大功率谐振式发射电路研究

针对直升机瞬变电磁(HTEM)系统对半正弦波形发射一次场信号的技术要求,采用了一种大功率谐振式发射电路,并且基于此电路的时序特征设计了相应的充电电路与控制电路。研制完成发射半正弦波形峰值电流达到820 A,发射磁矩大于120万安培平方米的一套原理样机,并通过测试实验验证。测试结果表明,针对直升机瞬变电磁系统中高感性发射线圈的情况,大功率谐振式发射电路能够有效提高HTEM系统的探测能力,并且充电电路及控制电路依据时序要求简化了电路结构,提高了发射系统的稳定性。

直升机航空瞬变电磁Occam反演及软件实现

直升机航空瞬变电磁系统对于地形复杂、环境恶劣地区的资源勘探具有十分重要的意义。由于航空瞬变电磁系统空间采样密集,数据量很大,在工程实践中普遍采用一维反演进行数据解释。研究了以圆形回线为模型的直升机航空瞬变电磁Occam反演算法,详细推导了圆形回线正演函数的雅克比矩阵的解析解,比用数值差分计算的雅克比矩阵有更高的反演精度。为适用于野外实验,基于直升机航空瞬变电磁系统用C++语言开发了具有自主知识产权的一维Occam反演软件,该软件能实现坐标选取、数据预处理和反演等功能。将该软件应用实测数据的反演中取得了较好的效果。

基于SHEPWM阶段控制的航空电磁发射波形研究

为保证低开关频率条件下发射电流质量,提出半周期镜像对称选择性谐波消除脉冲宽度调制(SHEPWM)阶段控制策略来平衡发射电流质量与开关损耗。基于发射电流及发射线圈阻感负载的时频域信息,建立半周期镜像对称SHEPWM阶段控制非线性超越方程组,利用神经网络递归算法求解出对应交变梯形波电流的开关时刻序列。仿真和实验验证表明:半周期镜像对称SHEPWM阶段控制策略在保证发射波形质量及探测精度的前提下,能有效降低开关损耗。