本技術(shù)屬于脈沖功率，更具體地，涉及一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的溫度誤差補(bǔ)償方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、脈沖功率技術(shù)廣泛應(yīng)用在核物理、加速器、激光和電磁發(fā)射等技術(shù)領(lǐng)域中，在化工、環(huán)境工程和醫(yī)療等領(lǐng)域也有著巨大的潛力。而可靠性與精度是保證脈沖功率設(shè)備發(fā)揮性能的重要保證，必須確保其在極端環(huán)境或高強(qiáng)度使用下仍能穩(wěn)定運(yùn)行。高可靠性和高精度的實(shí)現(xiàn)，非常依賴于測(cè)量系統(tǒng)在極端環(huán)境中的穩(wěn)定運(yùn)行。

2、測(cè)量系統(tǒng)中的器件、電路板或材料均會(huì)因溫度的改變而發(fā)生參數(shù)和性能的改變，特別是在經(jīng)受劇烈的溫度變化后，溫度應(yīng)力甚至可能導(dǎo)致某些器件失效，引起測(cè)量系統(tǒng)精度下降。此外，高端電磁裝備在進(jìn)行機(jī)動(dòng)部署時(shí)，會(huì)短時(shí)間進(jìn)行上千公立的轉(zhuǎn)運(yùn)，其工作溫度變化極大。此外，電磁設(shè)備在重復(fù)頻率運(yùn)行時(shí)，大量電能快速釋放，并部分轉(zhuǎn)化為熱能，設(shè)備在不同工況下的運(yùn)行狀態(tài)也會(huì)顯著影響測(cè)量系統(tǒng)工作溫度。

3、為減小環(huán)境溫度對(duì)測(cè)量系統(tǒng)精度、靈敏度以及測(cè)量穩(wěn)定性的影響，需要明晰溫度對(duì)系統(tǒng)輸出特性的影響規(guī)律，并對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行溫度補(bǔ)償以減小溫度對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的影響?，F(xiàn)有測(cè)量系統(tǒng)溫度補(bǔ)償?shù)姆椒ǘ嗖捎脽崦綦娮杈W(wǎng)絡(luò)進(jìn)行整體補(bǔ)償，即在系統(tǒng)輸出通過包含與系統(tǒng)溫度特性相反的反向比例放大電路對(duì)輸出進(jìn)行補(bǔ)償，或僅對(duì)系統(tǒng)中溫度敏感器件串聯(lián)溫敏電阻進(jìn)行誤差補(bǔ)償。但隨著測(cè)量系統(tǒng)逐漸復(fù)雜，系統(tǒng)中的關(guān)鍵器件溫度誤差對(duì)測(cè)量結(jié)果影響顯著提升，同時(shí)器件受溫度影響呈現(xiàn)出非線性特性，采用現(xiàn)有溫度補(bǔ)償方法難以在測(cè)量系統(tǒng)的溫度運(yùn)行域進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度誤差補(bǔ)償，嚴(yán)重制約了測(cè)量系統(tǒng)在大溫度跨區(qū)內(nèi)應(yīng)用與精度。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本技術(shù)的目的在于提供一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的溫度誤差補(bǔ)償方法及系統(tǒng)，旨在解決現(xiàn)有溫度補(bǔ)償方法難以在強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的溫度運(yùn)行域進(jìn)行準(zhǔn)確的溫度誤差補(bǔ)償，嚴(yán)重制約了強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)在大溫度跨區(qū)內(nèi)的應(yīng)用與精度的問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，第一方面，本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的溫度誤差補(bǔ)償方法，包括以下步驟：

3、步驟s1：根據(jù)器件溫度系數(shù)函數(shù)以及干擾權(quán)重占比識(shí)別，分析器件對(duì)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出綜合誤差的影響，識(shí)別系統(tǒng)關(guān)鍵器件；其中，器件為待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的器件；

4、步驟s2：以關(guān)鍵器件的溫度系數(shù)函數(shù)為輸入，以系統(tǒng)運(yùn)行域內(nèi)溫度系數(shù)均方根達(dá)到最小為目標(biāo)，采用第一深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行關(guān)鍵器件溫度系數(shù)的優(yōu)化分配，獲取分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)；

5、步驟s3：根據(jù)分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)，利用溫度傳感器與可編程器件，通過第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)關(guān)鍵器件中可編程器件的實(shí)際溫度系數(shù)，使關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)趨近分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)；基于關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)與分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)的差值，再對(duì)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的輸出整體溫度進(jìn)行補(bǔ)償。

6、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟s1具體包括以下步驟：

7、根據(jù)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的系統(tǒng)溫度運(yùn)行域不斷調(diào)節(jié)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的工作溫度；

8、將強(qiáng)脈沖電流信號(hào)輸入至基準(zhǔn)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)和待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)中，根據(jù)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際輸出信號(hào)、基準(zhǔn)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出的基準(zhǔn)信號(hào)以及待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的工作溫度，獲取各器件的溫度系數(shù)函數(shù)以及干擾權(quán)重占比；其中，基準(zhǔn)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)一直處于常溫狀態(tài)下；

9、根據(jù)器件溫度系數(shù)函數(shù)和干擾權(quán)重占比，采用誤差合成模型，分析各個(gè)器件溫度系數(shù)對(duì)系統(tǒng)輸出綜合誤差影響，并進(jìn)行歸一化評(píng)價(jià)，選取關(guān)鍵器件。

10、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟s2中基于系統(tǒng)輸出綜合誤差與系統(tǒng)誤差合成模型對(duì)第一深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行修正。

11、進(jìn)一步優(yōu)選地，步驟s3具體包括以下步驟：

12、步驟s3.1：通過溫度傳感器獲取工作溫度，并將其轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)，再經(jīng)過模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化為電壓數(shù)字信號(hào)；

13、步驟s3.2：采用第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)接收電壓數(shù)字信號(hào)，獲取實(shí)時(shí)工作溫度，輸出數(shù)字控制信號(hào)，控制關(guān)鍵器件中可編程器件的溫度系數(shù)；其中，以不同的工作溫度對(duì)電壓數(shù)字信號(hào)的影響訓(xùn)練第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以使第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取工作溫度對(duì)電壓數(shù)字信號(hào)的影響規(guī)律；

14、步驟s3.3：采集溫度系數(shù)調(diào)節(jié)后關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)，基于關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)與分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)的差值，通過數(shù)字補(bǔ)償信號(hào)消除差值，并將數(shù)字補(bǔ)償信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬補(bǔ)償信號(hào)，獲取溫度補(bǔ)償后強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際輸出信號(hào)。

15、進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟s1中獲取關(guān)鍵器件后對(duì)系統(tǒng)誤差合成模型進(jìn)行簡(jiǎn)化。

16、進(jìn)一步優(yōu)選地，在步驟s1中誤差合成模型采用蒙特卡洛模擬綜合分析因器件溫度系數(shù)引入的器件特性、電路特性以及系統(tǒng)特性的波動(dòng)對(duì)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出綜合誤差的影響，其中，待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出綜合誤差的影響包括測(cè)量靈敏度、線性度、穩(wěn)定度以及分辨率。

17、第二方面，本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的溫度誤差補(bǔ)償系統(tǒng)，包括：系統(tǒng)關(guān)鍵器件識(shí)別模塊、最優(yōu)溫度系數(shù)分配模塊和溫度補(bǔ)償模塊；

18、系統(tǒng)關(guān)鍵器件識(shí)別模塊用于根據(jù)器件溫度系數(shù)函數(shù)以及干擾權(quán)重占比識(shí)別，分析器件對(duì)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出綜合誤差的影響，識(shí)別系統(tǒng)關(guān)鍵器件；其中，器件為待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的器件；

19、最優(yōu)溫度系數(shù)分配模塊用于以關(guān)鍵器件的溫度系數(shù)函數(shù)為輸入，以系統(tǒng)運(yùn)行域內(nèi)溫度系數(shù)均方根達(dá)到最小為目標(biāo)，采用第一深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行關(guān)鍵器件溫度系數(shù)的優(yōu)化分配，獲取分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)；

20、溫度補(bǔ)償模塊用于根據(jù)分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)，利用溫度傳感器與可編程器件，通過第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)，使關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)趨近分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)；基于關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)與分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)的差值，再對(duì)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的輸出整體溫度進(jìn)行補(bǔ)償。

21、進(jìn)一步優(yōu)選地，系統(tǒng)關(guān)鍵器件識(shí)別模塊包括基準(zhǔn)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)、溫濕度箱、強(qiáng)脈沖電源和數(shù)據(jù)處理單元；

22、強(qiáng)脈沖電源通過羅氏線圈與基準(zhǔn)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)和待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)相連，用于將強(qiáng)脈沖電流信號(hào)輸入至基準(zhǔn)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)和待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)；

23、基準(zhǔn)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)一直處于常溫環(huán)境下，用于提供基準(zhǔn)信號(hào)；

24、待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)位于溫濕度箱內(nèi)，用于獲取工作溫度下的實(shí)際輸出信號(hào)；

25、溫濕度箱用于根據(jù)系統(tǒng)溫度運(yùn)行域調(diào)節(jié)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的工作溫度，測(cè)試各個(gè)器件對(duì)系統(tǒng)輸出綜合誤差的影響；

26、數(shù)據(jù)處理單元，用于根據(jù)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際輸出信號(hào)、基準(zhǔn)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出的基準(zhǔn)信號(hào)以及待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的工作溫度，獲取各器件的溫度系數(shù)函數(shù)以及干擾權(quán)重占比，采用誤差合成模型，分析各個(gè)器件溫度系數(shù)對(duì)系統(tǒng)輸出綜合誤差影響，并進(jìn)行歸一化評(píng)價(jià)，選取關(guān)鍵器件。

27、進(jìn)一步優(yōu)選地，溫度補(bǔ)償模塊包括：順次相連的溫度傳感器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器、微處理器和數(shù)模轉(zhuǎn)換器；微處理器的另一輸出端連接關(guān)鍵器件中可編程器件；關(guān)鍵器件的輸出端連接模數(shù)轉(zhuǎn)換器的另一輸入端；

28、溫度傳感器用于獲取工作溫度，并將其轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號(hào)；

29、模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于將模擬電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為電壓數(shù)字信號(hào)；

30、微處理器內(nèi)嵌有第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，用于根據(jù)第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入端接收的電壓數(shù)字信號(hào)，獲取實(shí)時(shí)工作溫度，并輸出數(shù)字控制信號(hào)，以便控制關(guān)鍵器件中可編程器件的溫度系數(shù)；其中，以不同的工作溫度對(duì)電壓數(shù)字信號(hào)的影響訓(xùn)練第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，以使第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)獲取工作溫度對(duì)電壓數(shù)字信號(hào)的影響規(guī)律；

31、模數(shù)轉(zhuǎn)換器用于采集溫度系數(shù)調(diào)節(jié)后關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)；

32、微處理器用于基于關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)與分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)的差值，通過數(shù)字補(bǔ)償信號(hào)消除差值；

33、數(shù)模轉(zhuǎn)換器用于將數(shù)字補(bǔ)償信號(hào)轉(zhuǎn)化為模擬補(bǔ)償信號(hào)，獲取溫度補(bǔ)償后強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的實(shí)際輸出信號(hào)。

34、進(jìn)一步優(yōu)選地，數(shù)據(jù)處理單元中誤差合成模型采用蒙特卡洛模擬綜合分析因器件溫度系數(shù)引入的器件特性、電路特性以及系統(tǒng)特性的波動(dòng)對(duì)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出綜合誤差的影響；其中，待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出綜合誤差的影響包括測(cè)量靈敏度、線性度、穩(wěn)定度以及分辨率。

35、總體而言，通過本技術(shù)所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

36、本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的溫度誤差補(bǔ)償方法，根據(jù)器件溫度系數(shù)函數(shù)以及干擾權(quán)重占比識(shí)別，分析器件對(duì)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出綜合誤差的影響，通過關(guān)鍵器件確定以及器件-系統(tǒng)誤差合成模型，綜合考慮系統(tǒng)輸出綜合誤差與溫度特性（其中，誤差合成模型采用蒙特卡洛模擬綜合分析因器件溫度系數(shù)引入的器件特性、電路特性以及系統(tǒng)特性的波動(dòng)對(duì)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)輸出綜合誤差的影響），能夠明晰大跨度高低溫對(duì)強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的作用機(jī)制及影響規(guī)律。

37、本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的溫度誤差補(bǔ)償方法，通過系統(tǒng)誤差合成模型，能夠定量分析關(guān)鍵器件溫度系數(shù)對(duì)系統(tǒng)整體溫度系數(shù)影響規(guī)律，基于第一深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)網(wǎng)絡(luò)給出關(guān)鍵器件最優(yōu)溫度系數(shù)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)全溫度運(yùn)行域的綜合誤差達(dá)到最小。

38、本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的溫度誤差補(bǔ)償方法，其中，通過第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與可編程器件，實(shí)現(xiàn)了強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)關(guān)鍵器件溫度系數(shù)的智能化調(diào)節(jié)補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)全溫度運(yùn)行域內(nèi)溫度系數(shù)寬范圍自適應(yīng)。

39、本技術(shù)提供了一種強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的溫度誤差補(bǔ)償方法，分為兩步對(duì)待補(bǔ)償?shù)膹?qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，第一步：通過第二深度卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)調(diào)節(jié)關(guān)鍵器件中可編程器件的實(shí)際溫度系數(shù)，使關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)趨近分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)；第二步：基于關(guān)鍵器件的實(shí)際溫度系數(shù)與分配的關(guān)鍵器件的最優(yōu)溫度系數(shù)的差值，再對(duì)待補(bǔ)償強(qiáng)電脈沖測(cè)量系統(tǒng)的輸出整體溫度進(jìn)行補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了測(cè)量系統(tǒng)全溫度運(yùn)行域的溫度系數(shù)有效補(bǔ)償。