【摘要】：海洋可控源電磁探測(cè)(MCSEM)是將電磁發(fā)射機(jī)拖曳至近海底,通過(guò)發(fā)射偶極向海底發(fā)射大功率電磁波,場(chǎng)源信號(hào)由電磁接收設(shè)備采集回來(lái)并經(jīng)過(guò)處理和反演,就可以分析出海底以下介質(zhì)的導(dǎo)電性結(jié)構(gòu)特征,是有效勘查天然氣水合物資源的方法之一。海洋可控源電磁發(fā)射機(jī)是實(shí)現(xiàn)海洋可控源電磁探測(cè)的重要組成部分,研制高效能、大電流的電磁發(fā)射機(jī)系統(tǒng)對(duì)深海探測(cè)有著十分重要的意義。針對(duì)海洋可控源電磁發(fā)射機(jī)的基本特征和研究現(xiàn)狀,以及基于AC-AC拓?fù)涞母咝艽箅娏麟姶虐l(fā)射機(jī)的研究基礎(chǔ)和技術(shù)難點(diǎn),本文對(duì)高效能大電流電磁發(fā)射機(jī)進(jìn)行了研制。論文分析了基于AC-AC拓?fù)涞碾姶虐l(fā)射機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、工作原理和工作效率,并在原拓?fù)涞幕A(chǔ)上進(jìn)行了優(yōu)化和改進(jìn)。根據(jù)發(fā)射機(jī)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),搭建起電磁發(fā)射機(jī)的主電路系統(tǒng),并對(duì)發(fā)射機(jī)控制方案進(jìn)行了研究。根據(jù)系統(tǒng)的功能和指標(biāo)要求,對(duì)電磁發(fā)射機(jī)控制系統(tǒng)的整體架構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)與功能劃分,對(duì)主要功能模塊H橋逆變電路和雙BUCK編碼電路進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)邏輯和驅(qū)動(dòng)軟件的設(shè)計(jì),并加入了電壓、電流和溫度的監(jiān)測(cè)與保護(hù)。在設(shè)計(jì)的控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上,對(duì)原控制策略進(jìn)行了優(yōu)化,進(jìn)一步降低功耗,提高了發(fā)射機(jī)的效率,并提出了電磁發(fā)射機(jī)的電流閉環(huán)控制算法。針對(duì)電磁發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的調(diào)試設(shè)計(jì)了測(cè)試用的電源系統(tǒng)和功率負(fù)載系統(tǒng),經(jīng)過(guò)測(cè)試表明,設(shè)計(jì)的電源系統(tǒng)能夠輸出較高的電壓和功率,負(fù)載系統(tǒng)符合小阻值、大功率的要求。此外,還設(shè)計(jì)了電磁發(fā)射機(jī)系統(tǒng)調(diào)試軟件,調(diào)試軟件不僅能夠進(jìn)行控制指令的下發(fā),而且能夠?qū)崟r(shí)顯示發(fā)射機(jī)系統(tǒng)的重要監(jiān)測(cè)信息。完成高效能大電流電磁發(fā)射機(jī)系統(tǒng)功能模塊的調(diào)試和系統(tǒng)級(jí)的調(diào)試,功能模塊的調(diào)試主要包括主控板調(diào)試、H橋逆變電路調(diào)試、MOS驅(qū)動(dòng)板調(diào)試和采集信息的標(biāo)定,系統(tǒng)級(jí)調(diào)試主要包括系統(tǒng)開(kāi)環(huán)調(diào)試、電流閉環(huán)調(diào)試、輸出信號(hào)頻率調(diào)試以及系統(tǒng)調(diào)試問(wèn)題的分析與改善。調(diào)試的結(jié)果表明研制的電磁發(fā)射機(jī)可以發(fā)射輸出波形較好的大電流信號(hào),驗(yàn)證了基于AC-AC拓?fù)涞母咝艽箅娏麟姶虐l(fā)射機(jī)的可行性。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)海洋大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH766

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本文編號(hào)：2776420