[发明专利]适用于多场景的基于磁场信号的电流计算方法

权利要求书

1.适用于多场景的基于磁场信号的电流计算方法，应用于由巨磁阻传感器组成的圆形磁场传感器阵列测量系统中，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、通过对长直导线周围产生的磁场矢量进行定量计算，建立通电长直导线磁场模型，具体包括：在电流导线垂直于传感器阵列所在平面情况下的第一通电长直导线磁场模型，以及在电流导线不垂直于传感器阵列所在平面情况下的第二通电长直导线磁场模型；

步骤二、采集第一通电长直导线磁场模型数据样本并对采集到的数据样本进行预处理，得到训练集；采集第二通电长直导线磁场模型数据样本并对采集到的数据样本进行预处理，得到测试集；

步骤三、向MLP神经网络模型导入所述训练集进行训练并导入测试集测试MLP神经网络模型的误差，得到训练后的MLP神经网络模型；

步骤四、利用训练后的MLP神经网络模型进行电流计算。

2.如权利要求1所述的适用于多场景的基于磁场信号的电流计算方法，其特征在于，所述步骤一中采用如下方式建立第一通电长直导线磁场模型和第二通电长直导线磁场模型：

计算测量点到导线电流之间的垂直距离r；

根据安培环路定理和计算所得的r值，计算该测量点对应的磁场强度H，根据计算所得的垂直距离r和对应的磁场强度H建立通电长直导线磁场模型。

3.如权利要求2所述的适用于多场景的基于磁场信号的电流计算方法，其特征在于，所述步骤一中建立第二通电长直导线磁场模型包括：

以(m，n，p)定义电流的单位方向向量如下：

dl＝dl·(m，n1，p)，s.t.|m²+n₁²+p²|＝1

根据几何关系可得：

其中：点(x_n，y_n，z_n)为过点(x_i，y_i，0)且与电流导线垂直的平面和电流导线的交点，点(x_i，y_i，0)为任意位于传感器阵列所在平面xoy上的测量点，电流导线与xoy平面的交点为(x_s，y_s，0)；

计算测量点到电流导线之间的垂直距离r₂，公式表示为：

上式中，

根据安培环路定理及计算所得的r₂，计算该测量点对应的磁场强度H。

4.如权利要求2所述的适用于多场景的基于磁场信号的电流计算方法，其特征在于，所述步骤一中建立第二通电长直导线磁场模型包括：

以(m，n，p)定义电流的单位方向向量如下：

dl＝dl·(m，n1，p)＝dl·(sinαcosβ，sinαsinβ，cisα)

其中：α表示电流方向与z轴正方向的夹角，且0°≦α≦90°，β表示电流方向在xoy平面内的投影与x轴正方向的夹角，且0°≦β≦360°；

计算测量点到电流导线之间的垂直距离r₁，公式表示为：

上式中，

根据安培环路定理和计算所得的r₁值，计算该测量点对应的磁场强度H，公式表示为：

上式中，H_x为测量点处磁场强度在x方向上的分量，H_y为测量点处磁场强度在y方向上的分量。