[發明專利]一種艦船分區消磁系統電流控制裝置

有效

• 申請號: 201911414998.9
• 申請日: 2019-12-31
• 公開（公告）號: CN111128511B
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發明（設計）人: 孫盼;吳旭升;何笠;邵英;王蕾;王增輝
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: H01F13/00
• 分類號: H01F13/00
• 代理公司: 武漢東喻專利代理事務所(普通合伙) 42224
• 代理人: 雷霄

本發明公開了一種艦船分區消磁系統電流控制裝置，包括：集中控制單元、分區電流檢測單元和分區控制單元；所述分區電流檢測單元，用于檢測每個分區消磁繞組的實時電流信號，并傳輸給所述集中控制單元；所述集中控制單元，用于根據所有分區消磁繞組的實時電流信號生成每個分區控制單元的分區控制信號，所述分區控制信號包括根據每個分區消磁繞組的相鄰消磁繞組的耦合影響生成的補償控制信號；所述分區控制單元，用于接收分區控制信號，并根據分區控制信號生成分區驅動信號來控制每個分區消磁繞組的電流通斷。本發明可以降低相鄰消磁繞組的耦合影響，控制更為精準。

技術領域

本發明屬于艦船分區消磁系統技術領域，更具體地，涉及一種艦船分區消磁系統電流控制裝置。

背景技術

隨著大型船艦總體尺寸的增大，其磁場量值和分布情況日益復雜，分區消磁系統逐漸取代單一繞組消磁系統成為現代大型船艦消磁系統的發展方向。分區消磁系統采用多區段消磁繞組布置及分段供電的方案來消除艦船固有的磁場。有關艦船分區消磁繞組電流調整的現有技術主要有以下幾種：

一是基于多種群搜索策略粒子群算法的艦船消磁優化方法。該方法以艦船殘余磁場均方根最小值和峰值最小為目標函數對系統進行調整，旨在快速決策出消磁繞組電流的大小和方向，提高消磁質量。

二是一種基于二分搜索法的消磁繞組電流調整方法。相對傳統的最小二乘法、遺傳算法和微粒群算法而言，該方法能大幅度縮短繞組電流調整時間。

三是提出了一種基于改進型粒子群算法的消磁電流調整方法，旨在快速降低艦船空間結果磁場的峰值，該方法的目標函數為磁場峰值最小，首先通過最小二乘法初步約束粒子位置和速度變化范圍，從而限定求解空間和例子速度，在跟蹤目標磁場峰值方面的性能優于最小二乘法和基本粒子群法。

以上有關艦船分區消磁繞組電流調整的現有技術中，在消磁繞組通電產生補償磁場方面，都只對各分區繞組單獨通電時得其補償磁場曲線，未考慮各分區繞組間的互感影響。然而，由于多消磁繞組間存在嚴重的互感耦合，導致現有的PID控制器無法實現各線圈繞組中電流的精準控制；另外，由于消磁繞組中電流在上升過程中相互干擾，使得消磁繞組中電流無法達到所需上升速度。這對快速且準確地調整繞組電流有非常大的影響。因此，研究如何精確控制大型艦船分區消磁系統中各線圈繞組中的電流具有重要意義。

發明內容

針對現有技術的至少一個缺陷或改進需求，本發明提供了一種艦船分區消磁系統電流控制裝置，在電流控制中考慮相鄰線圈間的耦合影響，來提高分區消磁系統各繞組中電流控制的快速性、準確性和穩定性。

為實現上述目的，按照本發明的一個方面，提供了一種艦船分區消磁系統電流控制裝置，包括：集中控制單元、分區電流檢測單元和分區控制單元；

所述分區電流檢測單元，用于檢測每個分區消磁繞組的實時電流信號，并傳輸給所述集中控制單元；

所述集中控制單元，用于根據所有分區消磁繞組的實時電流信號生成每個分區控制單元的分區控制信號，所述分區控制信號包括根據每個分區消磁繞組的相鄰消磁繞組的耦合影響生成的補償控制信號；

所述分區控制單元，用于接收分區控制信號，并根據分區控制信號生成分區驅動信號來控制每個分區消磁繞組的電流通斷。

優選地，所述補償控制信號是根據每個分區消磁繞組的相鄰消磁繞組的耦合影響生成的補償占空比。

優選地，所述補償占空比的生成方法具體如下：

將分區消磁繞組的總個數記為n，第1個分區消磁繞組的補償占空比由第2個分區消磁線圈繞組對第1個分區消磁線圈繞組的反饋解耦補償器的傳遞函數N_1,2確定；

第n個分區消磁繞組的補償占空比由第n-1個分區消磁線圈繞組對第n個分區消磁線圈繞組的反饋解耦補償器的傳遞函數N_n-1,n確定；