采用边界积分方程和Tikhonov正则化方法延拓潜艇磁场

为了解潜艇磁场的分布规律,以研究潜艇的磁隐身性能,利用边界积分方程建立了潜艇磁场延拓的数学模型。由磁场测量值确定模型参数时,考虑了模型参数的约束条件,并且为了有效抑制测量噪声对计算值的干扰,采用Tikhonov正则化方法求解模型参数。比较了3种正则化参数选取方法,分析表明广义交叉校验比较适合模型参数的确定。最后通过铁质船模实验验证了该方法的有效性,结果表明该方法精度较高,稳定性较好,有一定的工程实用价值。     

正则化技术在舰船磁场建模逆问题中的应用

舰船钢材磁化历史的未知性决定着其磁场建模通常只能采用逆问题的计算思路,而逆问题模型的病态性给其求解带来了较大困难。针对上述难题,从舰船磁场建模逆问题的特点出发,分析了影响准确求解舰船磁场建模逆问题的因素。为减小舰船磁场逆问题病态性对建模结果的影响,采用截断奇异值分解方法和Tikhonov正则化方法进行求解。舰船磁场深度推算仿真算例表明,正则化方法可有效提高舰船磁场建模逆问题的计算精度和稳定性。     

ー种舰艇磁隐身中磁场推算的新方法

推算舰艇下方空间磁场分布规律可为舰艇磁隐身技术的实施提供必要的理论依据。为有效解决舰艇传统磁场推算方法中存在的困难,从边界元理论出发,推导了基于等效面磁荷密度的磁场推算正演模型。为求解正演模型中面磁荷磁性参数,根据磁场测量数据建立了磁性参数反演模型。由于实际舰艇磁性检测中所得磁场信息的局部性,反演模型通常是病态不适定问题。为有效抑制实际磁性检测中测量误差对计算结果引起的干扰,应用Tikhonov正则化方法对其进行求解,提高了反演结果的稳定性。由反演模型和正演模型即可实施对舰艇磁场的推算。用数值算例和船模实验对磁场推算方法的有效性和实用性进行了检验。结果表明,基于等效面磁荷密度和Tikhonov正则化方法的磁场推算技木可有效进行舰艇磁场推算,具有较好的军事实用价值。     

基于边缘保护的正则化超分辨重构技术

本文研究单帧图像超分辨重构的正则化方法。利用图像分片连续、降质算子的有限支撑性和空不变性等先验信息,借鉴一元分段函数拟合的思想,构造图像超分辨重构的目标函数,设计快速有效的迭代算法,保护边缘,降低块状效应,获取高分辨图像。仿真结果表明,本文方法得到的超分辨重构图像的效果较最近邻插值法、双线性插值法的效果好。     

一种基于磁偶极子磁场分布理论的磁场干扰补偿方法

载体磁场对地磁场的干扰,一直是影响导航罗差、地磁测量的技术难题。为了提高适于地磁匹配定位需要的地磁测量精度,对如何消除载体固有磁场和感应磁场对地磁测量精度的影响进行了研究。应用磁偶极子磁场分布理论,推导了安装在载体上传感器所在位置的磁场组成,建立了利用理想传感器测量值计算地磁场的地磁测量模型;在分析磁场传感器测量误差的基础上,建立了综合考虑载体磁场干扰和传感器误差影响的地磁测量模型。该模型所含参数物理意义明确,可在任意姿态下实现对载体磁场和磁传感器误差进行综合补偿。实验证明,所建立的地磁测量模型具有较高的测量精度。     

水中磁性运动目标信号的模型化检测

使用均匀磁化旋转椭球体模型对水中磁性运动目标进行实时建模,通过对所建模型进行统计检验,实现对目标信号的模型化检测,并同时估计目标运动参数和磁性状态。采用模型化信号检测技术,在信号与背景噪声工作频带严重重叠的条件下,对目标检测信噪比可低至0 dB以下。采用模型化信号检测方法,对运动目标信号的检测可靠,虚警概率低,同时具有目标识别能力。     

基于曲面积分的磁场矢量延拓方法

根据空间任意场点的磁场与包围磁源的任意闭曲面上的磁场的积分关系,提出了利用包围铁磁体的封闭曲面上的磁感应强度,通过曲面积分外推铁磁物体远场的磁场矢量延拓方法。该方法无须求解磁位,从而简化了位场延拓的复杂过程。通过一个特例和计算机仿真,验证了该方法的正确性。一个采用实测数据的算例表明,该方法具有较高的换算精度和较短的运算时间。     

基于电偶极子的舰船腐蚀防腐相关静态磁场研究

借助镜像法推导了在空气—海水—海床3层模型中,位于海水中的静态电偶极子在海水区域中的静态电场和磁场分布的解析表达式。并以此为基础,结合实验室中的一次船模腐蚀防腐静态电场的测量结果,对舰船静态电场进行电偶极子建模。然后以此数学模型为基础,对船模的腐蚀和防腐相关静态磁场进行理论分析和计算,结合缩比模型理论,可以得到实际舰船无法直接测量的海水中的腐蚀和防腐相关静态磁场的分布特征。分析结果表明该部分静态磁场对消磁舰船而言,是值得重视的目标信号。     

基于等效磁化强度法的一种电磁式角振动台气隙磁场分析方法

针对有限元法求解气隙磁场的磁路几何模型占用内存空间多和计算时间长等问题,提出一种基于等效磁化强度法求解电磁式角振动台气隙磁场分析方法。基于等效磁化强度法建立矢量磁位的微分方程组,得到包含磁路几何参数的磁感应强度解析表达式;与有限元法计算结果对比,验证等效磁化强度法的正确性;采用等效磁化强度法对磁路参数进行优化。分析结果表明：当气隙厚度保持不变时,随着永磁体扇形角的增加,气隙中有效均匀磁感应强度的区域变宽,而随永磁体厚度的增加,气隙磁感应强度将增强;当永磁体扇形角和厚度保持不变时,磁感应强度随气隙厚度的增加而减小。该方法可以快速分析磁路结构参数变化对气隙磁感应强度的影响程度,为优化设计电磁式角振动台磁路结构提供理论参考。     

线圈型电磁发射器磁场构型的设计与分析

在线圈型电磁发射器的设计中,驱动线圈磁场构型的设计是基础和关键问题.提出磁场构型的概念和设计准则,推导出线圈型电磁发射模型的加速力表达式,通过有限元方法仿真分析了不同厚长比矩形截面螺线管线圈的磁场形态,考虑驱动线圈与抛体之间的互感及作用力随位置变化的趋势,比较不同截面形状螺线管线圈的磁场构型,同时计算截面形状对作用力的...     

A Magnetic Disturbance Compensation Method Based on Magnetic Dipole Magnetic Field Distributing Theory

The interference of carrier magnetic field to geomagnetic field has been a difficult problem for a long time, which influences on the deviation of navigation compass and the error of geomagnetic measurement. To increase the geomagnetic measuring accuracy required for the geomagnetic matching localization, the strategy to eliminate the effect of connatural and induced magnetic fields of carrier on the geomagnetic measuring accuracy is investigated. The magnetic- dipole＇s magnetic field distributing theory is used to deduce the magnetic composition in the position of the sensor installed on the carrier. A geomagnetic measurement model is established by using the measuring data with the ideal sensor. Con- sidering the magnetic disturbance of carrier and the error of sensor, a geomagnetic measuring compensation model is built. This model can be used to compensate the errors of carrier magnetic field and magnetic sensor in any case and its parame- ters have clear or specific physical meaning. The experimented results show that the model has higher geomagnetic mea- suring accuracy than that of others.     

An Extrapolation Method of Vector Magnetic Field via Surface Integral Technique

According to the integral relationship between the vector magnetic flux density on a spatial point and that over a closed surface around magnetic sources, a technique for the extrapolation of vector magnetic field of a ferromagnetic object is given without computing scalar potential and its gradient. The vector magnetic flux density on a remote spatial point can be extrapolated by surface integral from the vector values over a closed measureed surface around the ferromag- netic object. The correctness of the technique testified by a special example and simulation. The experimented result shows that its accuracy is satisfying and the execution time is less than 1 second.     

舰载活动设备磁场建模分析研究

舰载设备的磁性是现代反水雷舰艇磁场特征的主要来源,舰载固定设备产生的磁场可以通过舰载消磁线圈进行补偿,但是舰载活动设备,如舰载吊车等的位置和状态都是变化的,其所产生的磁场特征需要进行评估。以一座虚拟的舰载吊车为例,将其看作是由形状和厚度不一的铁磁薄钢板构成的,采用薄板情形的积分方程法分别计算了其在地磁场作用下处于收起状态和工作状态时的感应磁场分布。计算结果表明：舰载吊车产生的干扰磁场的峰值和变化值都是一个显著的磁场幅值,对全船感应磁特征的贡献足不可忽略的;并且这种磁场难以通过舰载消磁线圈进行补偿,建议采用低磁材料建造此类设备。     

基于单个磁梯度计的磁目标定位方法研究

欧拉法可以实现对磁偶极子源的精确定位。通过旋转合成可以得到包含在欧拉齐次方程中的磁梯度张量,在此基础上提出了一种转动单个矢量磁梯度计实现磁目标定位的方法。建立了磁梯度计旋转探测模型,分析了模型中转动角、倾角和基线长度等参数对磁目标定位精度的影响,为转动装置的参数设置提供了参考。研究结果表明,与7个磁传感器组成的阵列探测方法相比,该旋转探测方法在靠近磁目标的区域内具有更高的定位精度。     

装甲车静磁场特性统计建模

根据研究地面装甲车辆静磁场目标特性的需要,以某装甲车辆周围磁场的测量数据为基础,对数据进行了统计分析,并建立了装甲车周围的静磁场的数学统计模型。研究结果表明,用统计建模的方法可以减少测量所需要的数据量,并且能够达到较高的精度要求。     

用边界元法进行潜艇空间磁场推算的试验检验

为了解和掌握潜艇空间磁场的分布，以研究潜艇的磁隐身性能，利用边界元法建立潜艇空间磁场推算的数学模型，设计试验测量得到用于建模的潜艇模型周围某包络面上的3分量磁场值，然后用3分量测磁仪测量得到艇模上方不同高度上的磁场数据。通过将测量值与边界元模型推算出的磁场值相比较，结果表明该模型稳定性较好，推算精度较高，能够较好反映潜艇空间磁场的分布，有一定的工程实用价值。     

递推算法在船舶磁场远场向近场换算中的应用

提出了一种三分量磁场换算的递推算法,并将其应用于船舶磁场的换算。该算法应用微分学基本原理,将具有相同水平坐标,位于不同高度的2个水平面上的两点的三分量磁场,通过其垂向偏导数的积分联系起来。根据磁场向量散度和旋度的性质,将磁场的垂向偏导数与水平方向的偏导数联系起来。这样,在已知一个平面上的三分量磁场时,可以通过逐层递推的办法实现远场向近场的换算。应用实例表明,该方法计算速度快,准确性高。