电磁式可控震源系统畸变分析与控制

发布时间：2023-04-22 08:50

　　作为一项高精度地球物理勘探方法，地震勘探被广泛应用于矿产资源普查和地质构造解释。在国际地震勘探领域，可控震源已经替代炸药震源成为地震勘探的主要激发源。电磁式可控震源是一种宽频可控震源，在浅层高分辨率地震勘探领域，较其他类型的可控震源具有明显优势。但是，随着振动频率的升高，由震源与大地非线性耦合引起的信号畸变问题愈加突出，实际地震勘探精度受限。本论文以可控震源‐大地耦合系统为研究对象，从可控震源‐大地耦合系统建模、畸变分析以及畸变控制三个方面对电磁式可控震源的非线性畸变问题进行了研究，用数值模拟和实验的方法分析了电磁式可控震源系统的畸变特征及控制策略，并提出了电磁式可控震源的一体化控制器设计方案，为进一步研究电磁式可控震源系统结构和运动控制提供理论依据。 首先，根据电磁式可控震源的机械结构特点，运用运动学原理建立了电磁式可控震源的双参数线性弹性等效模型；在此基础上，考虑电磁式可控震源系统缺陷、基板‐大地耦合作用、岩土介质尺度效应等非线性因素的影响，建立了电磁式可控震源的分段线性弹性等效模型；最后，基于增广最小二乘系统辨识算法的原理，提出了具有较好应用前景的电磁式可控震源测试法建模方案。 ...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状及发展趋势
        1.2.1 电磁式可控震源研究现状及发展趋势
        1.2.2 可控震源非线性畸变研究现状
        1.2.3 可控震源质量控制技术研究现状
    1.3 本文的研究内容和各章安排
第2章 电磁式可控震源系统建模
    2.1 引言
    2.2 电磁式可控震源工作原理
    2.3 电磁式可控震源-大地耦合模型
        2.3.1 基于线性弹性等效的电磁式可控震源系统建模
        2.3.2 基于非线性弹性等效的电磁式可控震源系统建模
        2.3.3 基于 RELS 算法的电磁式可控震源系统建模
    2.4 本章小结
第3章 电磁式可控震源系统畸变特征及影响分析
    3.1 引言
    3.2 可控震源地震子波特征参数
    3.3 电磁式可控震源的幅值畸变
        3.3.1 幅值畸变对地震子波特征的影响
        3.3.2 电磁式可控震源的幅值畸变分析
        3.3.3 幅值畸变对地震勘探的影响
    3.4 电磁式可控震源的相位畸变
        3.4.1 相位畸变对地震子波特征的影响
        3.4.2 电磁式可控震源的相位畸变分析
        3.4.3 相位畸变对地震勘探的影响
    3.5 本章小结
第4章 电磁式可控震源系统畸变控制策略
    4.1 引言
    4.2 电磁式可控震源的闭环控制
        4.2.1 常规 PID 控制
        4.2.2 基于前馈补偿的 PID 控制
    4.3 电磁式可控震源的锁相控制
        4.3.1 锁相控制的噪声抑制
        4.3.2 数字式锁相控制方案
    4.4 电磁式可控震源的广义预测控制
        4.4.1 广义预测控制基本原理
        4.4.2 广义预测控制的仿真实验
    4.5 本章小结
第5章 电磁式可控震源一体化控制器设计
    5.1 引言
    5.2 系统基本架构
    5.3 关键模块的设计与实现
        5.3.1 信号调理电路的设计
        5.3.2 数据转换电路的设计
        5.3.3 信号发生器的 FPGA 实现
        5.3.4 PID 调节算法及 FPGA 实现
    5.4 测试结果
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 本文的工作总结
    6.2 结论
    6.3 进一步工作展望
参考文献
作者简介及攻读硕士学位期间取得的科研成果
致谢



本文编号：3797316