频率域电磁测深法是一种勘测地下资源的地球物理方法,通过发射不同频率的电流激发空间电磁场,观测空间电磁场的分布特征和变化情况,即可探明地质构造和矿产分布。在实际探测过程中,不同的发射电流对应不同的探测频率,从而对应不同的探测深度。目前频率域电磁测深多采用2~n伪随机法控制发射电流,此时发射电流的频率间隔固定,当探测特定深度目标体时,需要多次发射电流来实现探测所需的全部频率,导致探测效率不足并且勘探成本较高。针对上述问题,探测的最佳方式是面对任意的探测目标,发射系统可以输出最优的发射电流,其频率满足探测所需,进而实现高效率、低成本的探测。本文针对基于改进粒子群算法的频率域电磁测深SHEPWM发射电流控制方法进行了研究。主要内容如下:1)基于频率域电磁测深原理,针对目标体计算出探测频率。之后采用傅里叶级数分析发射电流,根据发射电流的时域、频域信息推导出可以控制奇次谐波幅值、相位、分布及数量的半周期镜像对称SHEPWM非线性方程组,对其进行求解得到开关角度,即可输出探测效率最优的发射电流。并设计了垂直单阻正演模型,分析其视电阻率,证明SHEPWM控制方法探测特定深度目标体时的纵向分辨率较高。2)基于SHEPWM非线性方程组,按照神经网络算法、粒子群算法、改进粒子群算法的顺序先后进行求解。依据三种算法的性能,最终选择改进粒子群算法求解本文的SHEPWM非线性方程组。并用3组算例进行算法对比,进一步分析三种算法的求解精度以及求解速度,结果表明采用改进粒子群算法求解是最高效的。3)根据频率域电磁测深发射电路的工作原理,采用Simulink进行发射系统电路仿真,验证半周期镜像对称SHEPWM控制方法可以自主控制发射电流奇次谐波频域信息。设计了SHEPWM控制器,采用FPGA作为主控芯片,用于数据采集转换、参数选择显示以及SHEPWM控制脉冲生成等,并对控制器进行测试。4)在国家地球物理仪器工程技术研究中心进行发射电流测试,成功将SHEPWM控制方法应用于频率域电磁测深发射系统中,结果表明SHEPWM方法控制的发射电流与预期相符,可以应用于野外实验。并在贵州省凯里市万潮镇进行煤层的采空区分布探测实验,证明SHEPWM发射电流控制方法的可行性。