[发明专利]一种磁场稳定性控制系统及方法

权利要求书

1.一种磁场稳定性控制系统，其特征在于，包括磁铁、磁场传感器、磁场测量系统、工控机、数字控制器和磁铁电源；

所述磁铁的均匀场区间隔设置有至少三个用于实时采集所述磁铁产生的磁场模拟信号的所述磁场传感器；

所述磁场测量系统用于对各所述磁场传感器测量的模拟信号进行处理后，实时输出所述磁场传感器所测磁场大小的标准电压模拟信号或标准电流模拟信号；

所述工控机用于设定所述磁铁的工作磁场设定值、工作磁场设定值对应的磁铁供电电流、磁场误差波动范围和所述数字控制器的参数；

所述数字控制器用于执行数字闭环控制算法，实时确定所述磁铁的工作磁场设定值与所述磁场测量系统输出的标准电压模拟信号或标准电流模拟信号之间的磁场偏差，并根据工作磁场设定值对应的磁铁供电电流和磁场误差波动范围，确定所述磁铁电源的标准电压控制信号或标准电流控制信号；

所述磁铁电源用于根据标准电压控制信号或标准电流控制信号，按照I/B测磁曲线数值对应关系，实时向所述磁铁提供励磁电流。

2.如权利要求1所述的一种磁场稳定性控制系统，其特征在于，所述工控机包括控制界面、参数设定模块和监测模块；

所述控制界面用于控制所述控制器和磁铁电源的开启或关闭；

所述参数设定模块用于设定所述磁铁的工作磁场设定值、工作磁场设定值对应的磁铁供电电流、磁场误差波动范围和所述数字控制器的参数；

所述监测模块用于远程监测所述磁场测量系统、数字控制器和磁铁电源的运行状态。

3.如权利要求1所述的一种磁场稳定性控制系统，其特征在于，所述数字控制器包括ADC采集模块、数据处理模块和DAC输出模块；

所述ADC采集模块用于将所述磁场测量系统实时输出的标准电压模拟信号或标准电流模拟信号转换为数字信号后，依次进行高通、低通或带通的滤波处理和差分运算，得到当前磁场测量值；

所述数据处理模块用于采用数字PID算法，基于所述工控机设定的参数，根据磁铁的工作磁场设定值、工作磁场设定值对应的磁铁供电电流、磁场误差波动范围和所述ADC采集模块得到的当前磁场测量值，实时确定所述磁铁电源的磁场调整量；

所述DAC输出模块用于采用数据平滑处理算法，根据所述磁铁电源的磁场调整量，通过标准电压或电流给定信号，得到所述磁铁电源的标准电压控制信号或标准电流控制信号，并通过控制接口发送至所述磁铁电源。

4.如权利要求3所述的一种磁场稳定性控制系统，其特征在于，所述数字控制器采用PID控制器，所述PID控制器的控制接口采用0～10V的电压信号接口；所述ADC采集模块的精度为24位，所述DAC输出模块的精度为16位。

5.如权利要求1所述的一种磁场稳定性控制系统，其特征在于，所述磁场传感器的准确度为±(满量程的0.02％+测量值的0.01％+0.00002)T；所述磁场传感器的采样率最高达10kHz。

6.如权利要求1所述的一种磁场稳定性控制系统，其特征在于，所述磁场传感器采用霍尔探头。

7.如权利要求1所述的一种磁场稳定性控制系统，其特征在于，所述磁场测量系统采用磁场测量变送器。