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基于遗传算法的三维电场传感器解耦标定方法研究
  • ISSN号:1009-5896
  • 期刊名称:《电子与信息学报》
  • 时间:0
  • 分类:TP212[自动化与计算机技术—控制科学与工程;自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置] TM937[电气工程—电力电子与电力传动]
  • 作者机构:[1]中国科学院电子学研究所,北京100190, [2]中国科学院大学,北京100049
  • 相关基金:国家自然科学基金(61327810,61302032),国家863计划项目(2015AA042602)
中文摘要:

3维电场分量对传感器输出信号的耦合干扰是影响3维电场探测准确性的关键问题。为了减小耦合干扰,实现3维电场的准确测量,该文提出一种基于遗传算法的3维电场传感器解耦标定方法。区别于求逆矩阵运算的传统标定方法,该方法利用遗传算法并行全局搜索的特点,通过设置适应度函数和遗传算子获得最优化解耦标定矩阵,避免了复杂的矩阵求逆计算,减小了计算误差。该文设计了一种可实现传感器与电场矢量成任意夹角的测试标定装置,建立了电场理论值计算模型。对基于矩阵求逆计算和基于遗传算法的两种解耦标定方法进行了对比实验,实验结果表明,基于遗传算法的3维电场传感器解耦标定方法与传统标定方法相比,有效地消除了电场分量对传感器的耦合干扰,提高了标定精度,实现了3维电场的准确测量。

英文摘要:

The accuracy of three dimensional electric field measurement is greatly influenced by the coupling interference between components of Three Dimension (3D) electric field applied to the electric field sensor. In order to reduce the coupling interference and to realize accurate measurements, a decoupling calibration method based on Genetic Algorithm (GA) of 3D electric field sensor is proposed. Different from the traditional calibration method based on the matrix inversion technology, GA is utilized to obtain the optimal decoupling calibration matrix by setting the objective function and evolution operators, which avoids the calculation errors in the complex matrix inversion. A calibration apparatus, which can make an arbitrary angle between the sensor and the electric field, is designed, and a calculation model of theoretical electric field values is built. Experiments are conducted to verify the decoupling calibration methods based on the matrix inversion technology and GA. The experimental results show that the proposed method can effectively eliminate coupling interferences, improve the calibration precision and realize accurate measurements.

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期刊信息
  • 《电子与信息学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院电子学研究所 国家自然科学基金委员会信息科学部
  • 主编:朱敏慧
  • 地址:北京市北四环西路19号
  • 邮编:100190
  • 邮箱:jeit@mail.ie.ac.cn
  • 电话:010-58887066
  • 国际标准刊号:ISSN:1009-5896
  • 国内统一刊号:ISSN:11-4494/TN
  • 邮发代号:2-179
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:24739