基于磁场能量密度梯度的磁源定位技术

针对目标磁源的数学模型(单磁偶极子和椭球体加线性磁偶极子阵列等)与实际目标磁矩具体分布存在差别而影响定位精度的问题,将单个磁偶极子的磁场能量密度场的梯度方向指向场源的结论进行了推广,实现了地磁场中铁磁目标的定位.船模实验结果表明:不管是远场还是近场,目标是船模还是理想偶极子(钕铁硼),定位精度均达到95%.     

基于多目标模拟退火法的垂向检测线圈改进

针对目前磁性检测站利用地磁模拟法获取的舰艇垂向感应磁场精度不够高的问题,提出一种检测线圈改进方法,以获得高精度的感应磁场.研究了双层垂向检测线圈的磁场均匀度对求解椭球壳感应磁场精度的影响,以磁场的均匀度和极差值构建目标函数,采用多目标模拟退火法对四层检测线圈的垂向坐标和安匝数进行优化.数值仿真表明:检测线圈改进后磁场均匀度提高了 13.00％,潜艇模型感应磁场Ziz的相对误差由4.10％降至1.95％.根据线圈优化结果搭建了线圈系统,并进行潜艇模型感应磁场测量实验,证明使用改进后的线圈能够获取更加精确的感应磁场Ziz,为工程上设计检测线圈提供了新的思路.     

小样本条件下的舰艇磁场预测算法比较研究

针对在建立内外磁场映射模型时能够获取的磁场信息有限的问题,在小样本条件下采用不同算法对舰艇外部磁场进行预测.基于内外映射法,指出了直接求解方法、粒子群优化的反向传播(PSO-BP)算法和径向基(RBF)算法用于推算舰艇外部磁场的不足,提出利用最小二乘支持向量回归(LS-SVR)求解舰艇内外磁场映射模型.开展了双壳体潜艇模型相关实验研究,结果表明:基于LS-SVR的推算值与测量值符合最好;与直接求解法和神经网络算法相比,LS-SVR在实时性、泛化能力和推算精度有明显优势,在工程上更具有实用性.     

基于微粒群算法薄钢板磁场推算中的位置优化

基于积分方程法进行薄钢板两侧磁场推算时方程离散化后容易呈现病态,提出了一种依据磁场计算和剖分单元数进行测量点数的优化方法.该方法利用随机类微粒群(PSO)优化算法确定相应的测量位置分布,不但解决了测量位置优化问题,而且需要的测量点数较少,推算精度大大提高.通过钢板实验中2组不同测量位置的磁场推算实例,验证了优化位置的有效性.