ＩＳＳＮ１００６－７１６７
ＣＮ３１－１７０７／Ｔ
ＲＥＳＥＡＲＣＨＡＮＤＥＸＰＬＯＲＡＴＩＯＮＩＮＬＡＢＯＲＡＴＯＲＹ
第４０卷第１期 Ｖｏｌ．４０Ｎｏ．１
２０２１年１月Ｊａｎ．２０２１
ＤＯＩ：
１０．１９９２７／ｊ．ｃｎｋｉ．ｓｙｙｔ．２０２１．０１．０２５
基于ＬａｂＶＩＥＷ的三维磁场与磁力测试系统
陈章龙１，２
， 马 俊２
， 陈博行２
， 方卫强２
， 张凌飞
２
（１．广东茂名农林科技职
业学院机电工程系，广东茂名，５２５０００；２．青海师范大学计算机学院，西宁８１０００８）
摘 要：现有的磁场与磁力测控系统，多数只能实现常温下一维、二维、静止单点测
量，在低温下一次完成三维测试的系统并不多。为此，设计了一种基于
ＬａｂＶＩＥＷ的三维磁场与磁力测试系统，该系统主要由运动控制和数据采集两个子系统组成。
运动控制子系统以数据采集卡ＰＣＩｅ ６３４１为主控核心，目标转速值由上位机设定，通过上位机增量式ＰＩＤ算法来调节定时器产生控制脉冲ＰＷＭ，经由驱动器控制步
进电机转动，带动传感器数据采集子系统按预定轨迹运动，实现数据采集与运动控制同步运行。系统加入了对步进电动机转速测量的信号反馈支路，用以提高运动控制的准确性。同时，在上位机动态显示测量数据并实时存储。实验结果表明：系
统运动控制精度高于
９９．５％，数据采集实时、可靠，具有较高的工程应用价值。关键词：数据采集；运动控制；三维磁场；三维磁力；增量式
ＰＩＤ中图分类号：ＴＰ２７３ 文献标志码：Ａ 文章编号：
１００６－７１６７（２０２１）０１－０１２０－０６ 收稿日期：
２０２０ ０３ １７基金项目：国
家自然科学基金项目（５１１６７０１６、６１７６１０４０、５１３４２００１）；青海省自然科学基金项目（
２０１６ ＺＪ ９１５、２０１５ ＺＪ ７１８）作者简介：
陈章龙（１９８８－），男，广东茂名人，硕士生，主要研究方向为电子信息技术。鸟的天堂教案
Ｔｅｌ．：138****8507；Ｅ ｍａｉｌ：ｂｅｔｔｅｒｓｍｉｌｅ＠１２６．ｃｏｍ通信作者：马 俊（１９７３－），男，回族，青海民和人，博士，教授，主要研究方向为电子信息技术、磁悬浮技术。Ｅ ｍａｉｌ：ｍｊｕｎ７３０２＠１６３．ｃｏｍＴｈｒｅｅＤｉｍｅｎｓｉｏｎａｌＭａｇｎｅｔｉｃＦｉｅｌｄａｎｄＭａｇｎｅｔｉｃＦｏｒｃｅＭｅａｓｕｒｉｎｇＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＬａｂＶＩＥＷ
ＣＨＥＮＺｈａｎｇｌｏｎｇ１，２
， ＭＡＪｕｎ２，
ＣＨＥＮＢｏｈａｎｇ２， ＦＡＮＧＷｅｉｑｉａｎｇ２，
鹦鹉怎么训练说话 ＺＨＡＮＧＬｉｎｇｆｅｉ２
（１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＧｕａｎｇｄｏｎｇＭａｏｍｉｎｇＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅ＆Ｆｏｒｅｓｔｒｙ
ＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｍａｏｍｉｎｇ５２５０００，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＣｏｍｐｕｔｅｒＳｃｉｅｎｃｅ，
ＱｉｎｇｈａｉＮｏｒｍａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｎｉｎｇ８１０００８，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒｔｈｅｅｘｉｓｔｉｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｓｏｆｍａｇｎｅｔｉｃｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ，ｍｏｓｔｏｆｔｈｅｍｃａｎｏｎｌｙａｃｈｉｅｖｅｏｎｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ，ｔｗｏ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ，ａｎｄｓｔａｔｉｏｎａｒｙｓｉｎｇｌｅ ｐｏｉｎｔｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｔｒｏｏｍｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ，ａｎｄｔｈｅｒｅａｒｅｎｏｔｍａｎｙｓｙｓｔｅｍｓｔｈａｔｃａｎｐｅｒｆｏｒｍｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｔｅｓｔｉｎｇａｔｌｏｗｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ．Ｆｏｒｔｈｉｓｒｅａｓｏｎ，ａｔｈｒｅｅ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｔｅｓｔｓｙｓｔｅｍｂａｓｅｄｏｎＬａｂＶＩＥＷｉｓｄｅｓｉｇｎｅｄ．Ｔｈｅｓｙｓｔｅｍｉｓｍａｉｎｌｙｃｏｍｐｏｓｅｄｏｆｔｗｏｓｕｂｓｙｓｔｅｍｓ：ｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ．Ｔｈｅｍｏｔｉｏｎｃ
ｏｎｔｒｏｌｓｕｂｓｙｓｔｅｍｔａｋｅｓｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｃａｒｄＰＣＩｅ ６３４１ａｓｔｈｅｍａｉｎｃｏｎｔｒｏｌｃｏｒｅ，ａｎｄｔｈｅｔａｒｇｅｔｓｐｅｅｄｖａｌｕｅｉｓｓｅｔｂｙｔｈｅｕｐｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒ．ＴｈｒｏｕｇｈｔｈｅｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌＰＩＤａｌｇｏｒｉｔｈｍｏｆｔｈｅｕｐｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒｔｏａｄｊｕｓｔｔｈｅｔｉｍｅｒｔｏｇｅｎｅｒａｔｅｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｐｕｌｓｅＰＷＭ，ｔｏｃｏｎｔｒｏｌｔｈｅｒｏｔａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｅｐｐｉｎｇｍｏｔｏｒｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｄｒｉｖｅｒ，ｓｏａｓｔｏｄｒｉｖｅｔｈｅｓｅｎｓｏｒｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｓｕｂｓｙｓｔｅｍｔｏｍｏｖｅａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｐｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｔｒａｊｅｃｔｏｒｙ，ａｎｄｒｅａｌｉｚｅｔｈｅｓｙｎｃｈｒｏｎｏｕｓｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎａｎｄｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ．Ａｓｉｇｎａｌｆｅｅｄｂａｃｋｂｒａｎｃｈｆｏｒｓｔｅｐｐｉｎｇｍｏｔｏｒｓｐｅｅｄｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｉｓａｄｄｅｄｔｏｔｈｅｄｅｓｉｇｎｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙｏｆｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ．Ａｔｔｈｅｓａｍｅｔｉｍｅ，ｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｄａｔａｉｓｄｙｎａｍｉｃａｌｌｙｄｉｓｐｌａｙｅｄｏｎｔｈｅｕｐｐｅｒｃｏｍｐｕｔｅｒａｎｄｓｔｏｒｅｄｉｎｒｅａｌｔｉｍｅ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｓｙｓｔｅｍｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌａｃｃｕｒａｃｙｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎ９９．５％，ｔｈｅｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎｉｓｒｅａｌ ｔｉｍｅ，ｒｅｌｉａｂｌｅ，ａｎｄｈａｓｈ
ｉｇｈｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇｕｓｅｖａｌｕｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄａｔａａｃｑｕｉｓｉｔｉｏｎ；ｍｏｔｉｏｎｃｏｎｔｒｏｌ；３ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄ；３ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌｍａｇｎｅｔｉｃｆｏｒｃｅ；ｉｎｃｒｅｍｅｎｔａｌ
ＰＩＤ
第１期
陈章龙，等：基于ＬａｂＶＩＥＷ的三维磁场与磁力测试系统
０ 引 言
铜氧化物系列高温超导体因其具有良好的物理性能，在磁悬浮搬运系统和磁悬浮轨道交通等领域具有广泛应用［１ ３］，是目前最有希望作为超导磁悬浮实用化的材料之一，其和永磁体之间的磁悬浮力特性是超导磁悬浮系统设计和应用的基础，直接决定了超导磁悬浮技术的成熟程度。磁场与磁力测量技术是研究磁悬浮力特性的重要技术手段，通过先进的测量技术获得高质量的实验数据，并对测量结果进行分析，根据分析结果，揭示关键的磁场和磁力变化规律，更科学地研究高温超导机理，为高温超导磁悬浮系统走向实际应用奠定基础。研究先进的磁场和磁力测试技术对促进高温超导磁悬浮的实用化发展，提供可靠的工具支撑，有着重要的意义。目前国内外的磁场与磁力测试系统，多数只能实
现常温下一维、二维、静止单点测量，并且测量参数单一［４ ６］，这些测量方法，无法全面正确地揭示测试对象的磁场与磁力状况，难以满足连续多点的磁场与磁力测量要求，适应不了高温超导磁悬浮研究领域的三维动态测试趋势。针对这些不足，利用ＮＩ
ＰＣＩｅ ６３４１采集控制卡和自行设计的传感器三维机械结构，进行多通道、多传感的三维数据高速采集和处
理，利用ＬａｂＶＩＥＷ外挂的ＰＩＤ控制工具包实现增量式ＰＩＤ算法，通过调用ＰＩＤ控制器子程序，准确算出转速增量、输出增量对应的ＰＷＭ波，按设定的运动模式控
制受控驱动电动机的运动，带动数据采集子系统，实现运动控制与数据采集的同步运行，快速完成测试对象宏观磁性的三维动态测试任务，为高温超导机理研究提供科学依据。
１ 系统总体设计
系统上位机选用ＬａｂＶＩＥＷ平台开发，下位机以
ＰＣＩｅ ６３４１数据采集卡作为下位机核心处理器。其中，下位机包括传感器信息采集和运动控制两部分，信息
采集主要通过在ｘ、ｙ、ｚ轴上分别设置３个磁场传感器和３个磁力传感器完成对模拟信号的采集，经过ＮＩ信号调理设备进行滤波放大，送进ＰＣＩｅ ６３４１完成Ａ／Ｄ转换和进一步计算处理，通过ＰＣＩｅ总线将数据传输到上位机；运动控制通过ＰＣＩｅ ６３４１主控模块产生相应频率的步进电机控制波ＰＷＭ，以实现受控驱动步进电机带动传感器在测量范围内运动的目的，同时，在系统加入反馈支路，实时监测步进电机运动状态，与ＰＣＩｅ
６３４１实现运动的闭环控制；上位机可实现对采集数据的实时动态展示及存储，同时，上位机具备精确运动控
制和高速数据采集。系统的总体结构如图１所示
。
引导师图１ 系统的总体结构
２ 传感器的三维结构
２．１ 磁场传感器的三维结构
选用ＨＧＡ ３０３０磁场传感器，工作温度范围可达
－２７３．１５～１００℃，即使在液氮低温环境下都可以正
常启动工作。三维结构选用３片灵敏度相同的磁场探
１２１
第４０卷 头，每片磁场探头的感应区域为０．２ｍｍ×０．２ｍｍ，将
这３片探头先后放置在左平面（Ｘ）、前平面（Ｙ）、底平
面（Ｚ）三个维度上，互相成９０°排列，组成体积为０．２
ｍｍ×０．２ｍｍ×０．２ｍｍ的立方体，通过该三维结构的
磁场探头，即可同时测得待测对象某点磁感应强度在
３个方向上的分量。
２．２ 磁力传感器的三维结构
磁力测量采用具有金属电阻应变效应的ＳＬＳ４１０
模拟式称重传感器。在紧贴三维磁场探头处安装Ｌ
形中空测试盒，将３块灵敏度相同的磁力传感器，分别
放置在测试盒直角顶点处空心立体的右侧（Ｘ）、前侧
（Ｙ）、顶侧上表面（Ｚ）中心位置。３个磁力传感器互相
成９０°分布在同一测量点的三个维度，形成三维布置，
通过各轴磁力传感器，可同时测出磁性材料之间的磁
力在三维空间的分布。
３ 下位机软件
系统下位机软件主要由主控板卡的驱动、传感器
模块的数据采集、运动控制、信号调理板卡驱动等程序
构成。
３．１ 主控板卡的驱动程序
ＰＣＩｅ ６３４１主控板卡的驱动程序下位机系统软件
的核心，它往上为上位机界面程序提供ＡＰＩ函数接口，
往下通过寄存器访问主控板卡。驱动程序通常遵循先
软件后硬件的原则，主要分为３个步骤：
步骤１ 启动ＮＩ ＤＡＱｍｘ９．１．７安装程序，完成光
盘安装；
步骤２ 启动ＭＡＸ工具选择物理通道和配置ＮＩ
开学计划表ＤＡＱｍｘ任务；
步骤３ 设置ＤＡＱ助手完成主控板卡硬件资源
的分配并测试ＮＩ ＤＡＱｍｘ任务，以确认是否正确配置
及按功能运行，开发流程图略。
３．２ 增量式ＰＩＤ算法的参数整定
为对测试平台进行实时运动控制，本设计采用增
量式ＰＩＤ算法进行闭环控制：
ΔＵ
ｉ＝Ｋ
Ｐ（ｅｉ－ｅｉ－１
）＋ＫＩｅｉ＋ＫＤ（ｅｉ－２ｅｉ－１＋ｅｉ－２）（１）
式中：ΔＵｉ为控制增量；ＫＰ、ＫＩ和ＫＤ分别为比例、积分和微分参数；ｅｉ－２、ｅｉ－１和ｅｉ分别是第ｉ－２次、第ｉ－１次和第ｉ次反馈采样时的偏差值［７ ８］。
由式（１）可知，当主控板卡的反馈采样周期恒定时，一旦该模型的３个参数值ＫＰ、ＫＩ和ＫＤ确定后，只要连续测出前后３次的速度偏差值ｅｉ－２、ｅｉ－１和ｅｉ，即可得到控制增量。该算法的核心是调出最优的３个参数值。在ＰＩＤ参数整定过程中，采用试凑法［９］，通过步长和步数设定电动机的运动位移为横向宽度５０ｍｍ，并给定目标转速为１０ｒ／ｓ，对应速度值为２０ｍｍ／ｓ；根据工程经验，设置不同的ＰＩＤ经验参数，启动测试卡具在水平面内沿直线往返运动，在不同的ＰＩＤ参数调节下，通过将编码器反馈回来的速度值保存在工控机的文档中，利用Ｍａｔｌａｂ软件绘出不同ＰＩＤ参数下的速度响应曲线，在现场试验中不断地调整修正，逐步确定ＰＩＤ控制器的３个参数，直至得到满意的输出为止，经过反复调试和修正，最后采用一组最佳的ＰＩＤ参数，
Ｋ
负利率是什么意思Ｐ
＝１９．１２，ＫＩ＝４．６７，ＫＤ＝０．０３，其速度响应曲线如图
２所示。由图２可见，运动控制的超调量是２０％，调节时间是１５０ｍｓ，稳态误差是±０．５％，１５０ｍｓ后实际速
度基本与目标速度相同，最大偏差小于０．１ｍｍ，控速精度为±０．１ｍｍ，满足测试系统运动控制的要求
。
图２ 速度响应曲线
３．３ 运动控制模块的程序
为保证转速测量的准确性以及ＰＷＭ调节电动机转速的有效性，采用了定时中断技术，在定时器中断服务子程序中完成转速的计算、增量式ＰＩＤ算法的实现和ＰＷＭ调节电机转速等功能，其程序流程如图３所示
。
图３ 运动控制程序流程
首先打开主控板卡的总中断，启动定时器和各轴计数器，定时５０ｍｓ，各轴计数器接收到编码器的反馈
脉冲信号并累加统计，直至定时到达５０ｍｓ，进入定时中断，根据统计的脉冲总数，计算出各轴电动机的实际转速和转速偏差，若偏差大于０．１ｍｍ，则将偏差送入增量式ＰＩＤ模型进行运算处理，进一步再通过ＰＷＭ
２２１
第
１期陈章龙，等：基于ＬａｂＶＩＥＷ的三维磁场与磁力测试系统
调节转速模块，完成电动机转速的调节，最后初始化各
轴计数器和定时器，重新定时５０ｍｓ，
只要偏差仍大于指标要求，就一直进行以上循环，不断调节转速。若转速偏差小于指标要求，则退出本模块程序，进入数据采集子程序。
４
上位机软件
本系统的上位机部分是以“ＬａｂＶＩＥＷ２０１２”作为开发平台，由前面板界面和后面板程序框图两部分组成［１０ １５
］，其开发过程采用模块化、层次化和层层递进
式的设计思想，并融合子ＶＩ技术，将其分解成主程序、
登录管理、标定前手动移位、手动定位原点、移至测量起点、启动数据采集、保存数据、运动轨迹设置和紧急停止等模块。每个功能模块都对应着一个或者多个子ＶＩ，在这９个功能模块中，主程序模块设置为顶层
ＶＩ，并保存为ｍａｉｎ．ｖｉ文
件，作为上位机软件执行的入口点，剩余的每个功能模块都是由多个子ＶＩ组成的次顶层
ＶＩ，顶层ＶＩ与次顶层ＶＩ之间，存在先后执行步骤的次序关系，首先从顶层的ｍａｉｎ．ｖｉ开始执行，然后再从次顶层的登录管理ＶＩ、第１步（手动定位原点）ＶＩ一直执行到保存数据ＶＩ，从通过执行步骤的先后关系，层层调用不同的子ＶＩ，实现预定先后的操作顺序
和整个上位机系统的功能。图
４为上位机功能模块结构图，图５为上位机程序流程图。图５中，Ｌｏｇｉｎ操作为触发登录控件，ＭＴＳｅｔ为运动轨迹设置命令，ＣＭ为
手动移位命令，Ｓｔｅｐ１为
手动定位原点命令
。图４ 上位机功能模块结构
４．１
上位机前面板设计
上位机前面板由用户登录管理、标定前手动移位、运动轨迹设置、启动数据采集前、启动数据采集、保存数据和紧急停止等界面组成，整个开发过程通过调用Ｉ／Ｏ函数库、计数器／定时器操作函数、各输入控件和显示控件来完成。其前面板界面图略
。
图５ 上位机程序流程图
４．２
上位机程序框图
在上位机程序框图设计中，采用由顶向下和细分模块的设计方法，通过开发一系列的子ＶＩ，每一个子ＶＩ完成对应模块的功能，子ＶＩ与子ＶＩ之间环环相扣，共同完成整个上位机的功能。简要的开发过程如下：在程序框图的最外层使用平铺式顺序结构，将顺序
结构设置为４帧，并从第１帧到第４帧依次先后分别命名为初始化控件、读取系统设置与说明信息、读取运动轨迹设置信息和主控循环。其中，主控循环这一帧的程序框图又划分为用户登录管理、测量通道标定、手动移位操作、运动轨迹设置、定位原点和和移至测量起
点、启动数据采集、保存数据和紧急停止子程序
７部分。部分程序框图如图６所
示。５
系统测试
为了验证系统在动态测量方面的可靠性、处理采
集数据的实时性、运动控制和数据采集同步运行的稳定性，在实验室环境下分别对空心圆柱形永磁体的三维磁场、超导体与永磁体之间的三维磁力进行了实际测试，具体测试流程如下：
（１）首先，进行磁场测试，选用外径为４５ｍｍ，内径为５ｍｍ的空心圆柱形永磁体作为测试对象；（２）接线组装搭建测试系统，开启系统各模块供电开关；（３）启动ｍａｉｎ．ｖｉ主程序，运行上位机软件，按照预定的操作步骤，操作上位机界面的各控件按钮，测试
机构的三维霍尔探头以
Ｚ型的运动轨迹、设定１０ｍｍ／ｓ的运动速度、２ｍｍ／ｓ的采集速度，在距测试对象上
表面１ｍｍ处的５０ｍｍ×５０ｍｍ的扫描平面内进行三维磁场测量试验，扫描结束后，保存数据至Ｅｘｃｅｌ表，
３
２１
第
４０卷 并利用Ｍａｔｌａｂ软
件进行数据处理，处理后的分布结果如图
７所示。（ａ）前三帧程序框图
（ｂ）主控循环程序框图
图６ 部分程序框
图
图７ 距空心圆柱形永磁体上表面１ｍｍ的扫描平面内磁场分布图
（４）进行磁力测试，选用直径为２０ｍｍ，厚度为１２ｍｍ的单畴ＧｄＢＣＯ超导体和外径为４５ｍｍ，内径为２ｍｍ的空心圆柱形永磁体作为测试对象； （５）往超导体容器内连续倒入液氮，大约１０ｍｉｎ
后，超导体被冷却至７７Ｋ超导态，此时让测试机构的磁力传感器从垂直高度距超导体５０ｍｍ的初位置处，沿着超导体的中心轴线向下运动至距超导体的垂直高
度为２ｍｍ时
，反方向返回至初位置，运动结束后，保存数据至Ｅｘｃｅｌ表，并利用Ｏｒｉｇｉｎ软件对Ｚ轴磁力数据进行处理，处理后的结果如图８所示。 无论是磁场测试，还是磁力测试，在整个试验过程中，系统运行非常稳定，观察到上位机软件的各功能模块均正常运行，效果明显。图９为上位机界面的运行效果，下位机的实现图略。６
结
语本文根据超低温环境下三维磁场与磁力测试的
具
图８ 空心圆柱形永磁体与超导体之间的磁力与垂直
赠别其一杜牧高度的关系曲线
图９ 上位机运行界面
体要求，利用运动控制技术和三维测试技术，通过ＰＣＩｅ ６３４１和ＬａｂＶＩＥＷ软硬结合的方式，设计了数据采集与运动控制协同工作的三维磁场与磁力测试系统，经过实验测试和数据分析，系统既能对测试机构进行运动控制，也能同步进行三维磁性信息的动态多点连续采集，系统运动控制的鲁棒性较高且测试结果具有一定的精度，满足国标要求。相比于传统的嵌入式系统设计方法，本系统的开发周期短，性价比高，维护
方便，通用性和可扩展性好，在宏观磁性测量领域中有很好的使用价值，并且可以加入融合神经网络的自适应ＰＩＤ控制方法，使系统的运动控制更加智能化。参
考文献（Ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｓ）：［１］ ＴｏｍｉｔａＭ
，ＳｕｚｕｋｉＫ
，ＦｕｋｕｍｏｔｏＹ
野菜种植
，
ｅｔａｌ．Ｎｅｘｔｇｅｎｅｒａｔｉｏｎｏｆ
ｐｒｏｔｏｔｙｐｅｄｉｒｅｃｔｃｕｒｒｅｎｔｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇｃａｂｌｅｆｏｒｒａｉｌｗａｙｓｙｓｔｅｍ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＡｐｐｌｉｅｄＰｈｙｓｉｃｓ，２０１１，１０９（６
）：０６３９０９．
［２］ ＤｏｕｉｎｅＢ
卤肉
，ＭａｌｅＧ
，ＬｕｂｉｎＴ
，ｅｔａｌ．ＩｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｏｆＹＢＣＯ
ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｏｒｍａｇｎｅｔｉｃｓｈｉｅｌｄｉｎｇｂｙｕｓｉｎｇｍｕｌｔｉｐｌｅｂｕｌｋｓ［Ｊ］．
ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ＆ＮｏｖｅｌＭａｇｎｅｔｉｓｍ，２０１４，２７（４）：９０３ ９０７．
［３］ ＬｉｕＭ，ＬｕＹ，ＷａｎｇＳ，
ｅｔａｌ．Ｎｕｍｅｒｉｃａｌｅｖａｌｕｔｉｏｎｏｆｌｅｖｉｔａｔｉｏｎｆｏｒｃｅ
ｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎｏｆＨＴＳｂｕｌｋｅｘｐｏｓｅｄｔｏＡＣｍａｇｎｅｔｉｃｆｉｅｌｄｏｖｅｒＮｄＦｅＢｇｕｉｄｅｗａｙ［Ｊ］．ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄＮｏｖｅｌＭａｇｎｅｔｉｓｍ
，２０１１，２４（５
）：
１５５９ １５６２．
［４］
ＴａｋａｈａｓｈｉＫ，ＡｉｎｓｌｉｅＭＤ
，
ＦｕｊｉｓｈｉｒｏＨ，ｅｔ
ａｌ．Ｔｒａｐｐｅｄｆｉｅｌｄ
ｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔｏｆａｔｈｉｎ，
Ｈｉｇｈ ＪｃＭｇＢ２ｂｕｌｋｗｉｔｈｏｕｔｆｌｕｘｊｕｍｐｓｕｓｉｎｇｐｕｌｓｅｄｆｉｅｌｄｍａｇｎｅｔｉｚａｔｉｏｎｗｉｔｈａＳｐｌｉｔ Ｔｙｐｅｃｏｉｌｗｉｔｈａｓｏｆｔｉｒｏｎｙｏｋｅ
４
２１
