基于模拟退火算法的舰船磁场高精度建模方法

在舰船消磁与防护中,需要利用混合模型对舰船磁场的空间分布规律进行数学建模,而混合模型将磁偶极子阵列等距分布忽视了舰船结构的影响,且没有考虑测量数据的真实性,导致所建模型精度不高、稳定性较差.文章以混合模型系数矩阵条件数为目标函数,采用模拟退火算法（Simulated Annealing algorithm,SA）优化系数矩阵条件数,得到磁偶极子阵列的最优位置分布;然后通过考察单个点的拟合情况剔除误差大的测量点,优化测量数据;最后利用逐步回归求解模型方程,获得舰船磁场高精度稳定模型.实测数据建模表明：与磁偶极子等距分布的混合模型建模相比,本文方法所建模型精度可达96%,对测量数据误差的敏感性低,抗干扰能力强,具有较好的鲁棒性.本方法可用于复杂海况背景下的舰船磁场高精度建模,以及水面磁性目标探测与定位系统.     

磁性目标的单点模量测距方法

针对磁偶极子模型,提出了一种基于磁梯度张量信息的模量测距方法.该方法利用磁传感器阵列测量磁性目标的磁感应强度模信号、总梯度模信号和梯度张量模信号,从而求解阵列与目标之间的距离.本文介绍了一种十字型平面磁梯度张量测量系统,并推导了测距求解过程;根据测距模型分析了影响测距精度的因素;仿真与实验结果表明:该方法相比直接反演法,抗噪性能更好,受磁性目标姿态影响更小,更具有实际应用意义.     

基于气隙磁场测定的永磁球形电动机位置检测方法研究

为了准确控制球形电动机,设计了球形电动机位置检测系统。用分布式磁偶极子法分析了置于转轴上的作为磁源的永磁体运动在检测区域范围内检测点磁场强度变化情况,提出了利用三维磁感应强度传感器获取的磁场参数求解球形电动机转子位置的算法,并对该算法进行了仿真验证。仿真结果表明该方法能够满足球形电动机位置检测的需要,为球形电动机的闭环控制打下基础。     

管道漏磁内检测矩形缺陷解析方法的分析

针对现有漏磁场解析时假设磁荷均匀分布的计算结果与工程结果误差较大的问题,对管道缺陷磁化后磁荷的不均匀分布规律进行研究,得到了管道缺陷侧壁和棱线上的磁荷分布特征。基于磁偶极子理论建立了管道缺陷的三维磁偶极子解析模型,对缺陷棱线磁荷和侧壁非均匀面磁荷产生的漏磁场进行解算,并进行了试验研究。结果表明,计算结果与实际管道缺陷漏磁场的分布特征具有很好的一致性,误差小于假设磁荷均匀分布得到的漏磁场,说明所建模型可有效描述管道矩形缺陷漏磁场的分布特征。     

一种简化的室内机器人电磁定位算法与系统

文章提出了一种简化的室内机器人的电磁定位算法。在定位空间内布置一个发射线圈和一个三轴接收线圈,形成电磁耦合系统。以接收线圈三轴为参考建立空间直角坐标系,并对发射线圈加载正弦电信号作为激励信号,产生交变电磁场。接收线圈感应到磁场的变化,通过测量计算感应耦合的强度特征值,确定移动目标的位置参数。本系统将三轴接收线圈固定,而将水平发射线圈置于平面移动机器人目标之上,这样可将定位算法简化。根据磁偶极子模型,提出了解析计算方法。通过仿真和实验,证明该方法能够满足室内机器人的定位要求,是可行且有效的。