基于Hall和GMR的多传感器融合方法及实现

作     者：李雪洋 李岩松 刘君 LI Xueyang;LI Yansong;LIU Jun

作者机构：华北电力大学电气与电子工程学院北京102206 

基　　金：国家自然科学基金项目(51277066) 

出 版 物：《传感技术学报》 (Chinese Journal of Sensors and Actuators)

年 卷 期：2024年第37卷第3期

页      码：446-455页

摘      要：目前霍尔传感器(Hall)和巨磁阻(GMR)传感器均广泛地应用于电力系统电流测量。为同时发挥二者的优势、降低各自的局限性,在分析Hall和GMR的温度特性、噪声特性和被测电流范围的基础上,提出了一种基于Hall和GMR的多传感器融合方案。在定义GMR和Hall的灵敏度差值ΔS基础上,将被测电流i和灵敏度差值ΔS构成的融合域划分为四个域,在域Ⅱ采用多传感加权观测融合Kalman滤波算法,将Hall和GMR的观测量和观测噪声融合后与状态方程联立进行Kalman滤波;在域Ⅰ采用数据加权融合最优权值分配的方法,给Hall的测量数据赋予较大权值,GMR的测量数据赋予较小的权值;在域Ⅲ,权值分配情况相反,各域之间可实现数据融合的平滑过渡。基于多传感器融合方法,设计了一种组合式闭环电流传感器,包括磁芯、电路部分设计及仿真。仿真和样机实验结果表明,在域Ⅱ时多传感器融合值与真实值的均方根误差低至0.004;在域Ⅰ、Ⅲ时电流测量的相对误差E_(i)均在0.255%以下。与单一传感器相比,多传感器融合的方法使组合式传感器测量电流范围增大,适用于温度变化范围较大的场景,电流测量精度及可信度更高。

主 题 词：多传感器数据融合 霍尔传感器 巨磁阻传感器 分布式加权观测 自适应Kalman滤波 最优权值 

学科分类：080802[080802] 0808[工学-自动化类] 0809[工学-计算机类] 08[工学] 

核心收录：

D　O　I：10.3969/j.issn.1004-1699.2024.03.011

馆 藏 号：203127535...