[發明專利]多軸無人飛行器三維磁場抗擾度環境模擬系統

在審

• 申請號: 201911347163.6
• 申請日: 2019-12-24
• 公開（公告）號: CN111122986A
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 吳強;王鐵鋼;谷全祥;朱超磊;邢晨光
• 申請（專利權）人: 航空工業信息中心
• 主分類號: G01R29/08
• 分類號: G01R29/08;G01R31/00
• 代理公司: 中國航空專利中心 11008
• 代理人: 陸峰

本發明涉及多軸無人飛行器三維磁場抗擾度環境模擬系統，其特征在于，所述模擬系統由三個獨立的可控激勵源，三個獨立的激勵線圈和控制器構成；其中每個可控激勵源與一個激勵線圈連接，控制器與每個可控激勵源連接；三個獨立的激勵線圈在空間上呈相互垂直布置，在相互垂直的方向上產生三個相互獨立的磁場，這三個相互垂直相互獨立的磁場合成后用于模擬任意方向和大小的磁場。本發明的有益效果在于不需要旋轉EUT，也不需要旋轉磁場產生的線圈，只需要控制線圈電流大小和方向就可以自由改變磁場角度和強度的三維磁場。

技術領域

本發明創造屬于磁場環境模擬技術領域，具體涉及一種高性能地磁場模擬裝置設計。

背景技術

在多軸無人飛行器磁場抗擾度環境實驗中，被測試的設備是多軸無人飛行器。多軸無人飛行器在實驗時，只能懸停于一個位置，上下轉動角度是不可能的，但是磁場抗擾度實驗需要測試多軸無人飛行器對各個角度磁場的敏感的進行測試。磁場的產生一般由通電的線圈產生。

在實驗時，要么改變無人機的角度，要么改變磁場產生線圈的角度。改變無人機的角度，特別是是上下角度幾乎是不可能的，因為這樣的角度無人機可能會墜毀。而由于線圈的尺寸很大，改變線圈的三軸角度也是很困難的，需要大型的多軸旋轉平臺。

發明內容

發明創造目的是提出一種能夠自由改變磁場角度和強度的三維磁場環境模擬系統。

技術方案是多軸無人飛行器三維磁場抗擾度環境模擬系統，所述模擬系統由三個獨立的可控激勵源，三個獨立的激勵線圈和控制器構成；其中每個可控激勵源與一個激勵線圈連接，控制器與每個可控激勵源連接；三個獨立的激勵線圈在空間上呈相互垂直布置，在相互垂直的方向上產生三個相互獨立的磁場，這三個相互垂直相互獨立的磁場合成后用于模擬任意方向和大小的磁場。任意一個激勵線圈通上電流后產生一個與激勵線圈所在平面方向垂直的磁場，磁場的大小正比于電流的大小。

控制器通過控制一個可控激勵源的大小和相位或者極性或者波形，在該可控激勵源所連接的線圈所處平面的垂直方向產生一個磁場，該磁場的大小正比于可控激勵源的電壓或者電流。控制器同時控制三個激勵源的大小和相位或者極性或者波形。

激勵源為直流的，用于多軸無人飛行器靜態磁場抗擾度環境實驗；或激勵源是工頻的，用于多軸無人飛行器工頻磁場抗擾度環境實驗；或激勵源是阻尼震蕩波，用于多軸無人飛行器阻尼震蕩波磁場抗擾度環境實驗；或激勵源是浪涌波形，用于多軸無人飛行器浪涌磁場抗擾度環境實驗。

所述激勵線圈的形狀為對稱形狀，包括正方形或者圓形；激勵線圈的大小和線圈的匝數依照實驗要求的被試驗大小和磁場強度確定。激勵線圈是由2個平行間隔放置的相同繞組串聯而成的一個亥姆霍茲線圈，以保證在實驗空間內的磁場均勻性。所述激勵線圈為正方形時，所述兩個繞組的間距為正方形激勵線圈邊長的0.5445倍，所述激勵線圈為圓形時，所述兩個繞組的間距為圓形激勵線圈的半徑；所述兩個繞組的串聯方式為第一個繞組的同名端接第二個繞組的異名端。

所述控制器由計算機+軟件系統構成，或是專門的控制器。在三個相互垂直激勵線圈的中心位置安裝有一個三軸磁場傳感器，用于測量磁場的大小，并輸出給控制器，用于磁場的反饋，得到更高精度的磁場。

本發明創造的有益效果在于不需要旋轉受測試設備，也不需要旋轉磁場產生的線圈，只需要控制線圈電流大小和方向就可以自由改變磁場角度和強度的三維磁場。

附圖說明

圖1是系統連接示意圖。

圖2是系統激勵線圈安裝示意圖。

具體實施方式

系統原理說明如下