【摘要】：可控震源是地震勘探中用于激發(fā)地震波的重要設(shè)備,應(yīng)用范圍遍及油氣勘探、礦產(chǎn)勘探、淺層工程勘探等領(lǐng)域。電磁式可控震源,相較液壓式可控震源,具有更好的高頻響應(yīng)特性,地震勘探分辨率高,且易于攜帶,在淺層地震勘探受到廣泛關(guān)注。但是受激振器電磁感應(yīng)過(guò)程中感生電勢(shì)、功率放大器相移、震源-大地耦合不佳以及機(jī)械延時(shí)等影響,電磁式可控震源激發(fā)信號(hào)存在畸變。震源激發(fā)信號(hào)的畸變不僅影響了地震勘探的精度與分辨率,也影響了相控震源、組合震源等地震勘探方法在電磁式可控震源上的應(yīng)用效果。本文針對(duì)吉林大學(xué)自主研發(fā)的PHVS500型電磁式可控震源,在分析畸變特性與來(lái)源的基礎(chǔ)上,總結(jié)分析正弦信號(hào)鑒相方法與可控震源激發(fā)信號(hào)噪聲特征,研究結(jié)合相位預(yù)補(bǔ)償,利用鎖相控制方法對(duì)可控震源激發(fā)信號(hào)畸變進(jìn)行控制。進(jìn)而針對(duì)可控震源受環(huán)境影響大、可控震源-大地耦合模型參數(shù)不固定的問(wèn)題,研究了廣義預(yù)測(cè)控制方法(GPC)在可控震源上的應(yīng)用。但廣義預(yù)測(cè)控制算法運(yùn)算量大,追蹤高頻信號(hào)的能力差,本文提出將廣義預(yù)測(cè)控制算法應(yīng)用于鎖相控制中,用于對(duì)可控震源激發(fā)信號(hào)相位、幅度進(jìn)行控制�；贔PGA設(shè)計(jì)了電磁式可控震源控制系統(tǒng),完成了采用多種變頻掃描方式的直接頻率合成器、線(xiàn)性相位FIR數(shù)字濾波器、ADS1255控制邏輯、鑒相器等數(shù)字電路設(shè)計(jì)與測(cè)試,為高精度可控震源地震勘探提供了保障。針對(duì)以上控制方法,通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)建立可控震源模型,進(jìn)行了仿真實(shí)驗(yàn)。采用常規(guī)鎖相控制仿真結(jié)果,激發(fā)信號(hào)最大相位畸變小于5°,幅度畸變得到有效控制,當(dāng)模型發(fā)生變化時(shí),震源激發(fā)信號(hào)控制精度下降。廣義預(yù)測(cè)控制算法運(yùn)算耗時(shí)大,難以直接用于追蹤可控震源高頻激發(fā)信號(hào)。將廣義預(yù)測(cè)控制算法與鎖相控制相結(jié)合,能夠在保證控制效率的前提下,增強(qiáng)了系統(tǒng)對(duì)地表?xiàng)l件變化的適應(yīng)性,仿真結(jié)果表明,該方法相位控制精度能達(dá)到3°,在3000m/s速度模型下,由震源激發(fā)信號(hào)畸變導(dǎo)致的定位誤差小于0.2m,能夠滿(mǎn)足高分辨率地震勘探的要求。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：P631.4

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