永久磁铁磁场数值计算软件包FEPM

论述了“永久磁铁磁场数值计算软件包ＦＥＰＭ”。包括磁场网格的自动生成，三维永久磁铁磁场的有限元离散格式等。最后给出了应用实例。     

基于声波时域特征的锂离子电池荷电状态表征

许多先进的检测技术已被证实能获取锂离子电池的荷电状态(SOC),然而目前的检测手段未能同时满足精度和效率方面的要求.利用超声波对SOC的表征已经得到初步的认可,该方法检测效率高、对电池损伤小,但存在单个声学指标与电池材料动力学特性不清晰的问题.该文在分析锂离子电池SOC声学表征研究现状的基础上,将振铃计数引入电池SOC评价中,明确SOC与振铃计数的相关性.基于Lemaitre等效应变原理推导了振铃计数与有效杨氏模量的对应关系,提出基于超声纵波的锂离子电池SOC在线检测方法,结合常规的声学指标研究了锂离子电池在充放电循环中有效杨氏模量演化规律.通过将常规的时域声学指标与振铃计数表征结果进行对比,验证了振铃计数对SOC表征的可行性.     

小样本条件下永磁同步电机深度迁移学习性能预测方法

使用深度学习算法建立代理模型可实现电工装备性能的快速预测与分析,但其训练过程需大量样本。而现代电工装备的标签样本稀缺,导致模型预测精度低,制约了算法的工程应用。考虑到历史任务中积累的标签样本充足,且此类样本与目标任务的样本间存在相关的知识信息,建立了一种深度迁移学习性能预测方法,将历史电机样本中积累的性能预测知识迁移应用于目标电机性能分析中。首先使用目标域无标签样本对深度置信网络（DBN）进行逐层无监督训练,然后借助源域有标签样本建立参数共享的预训练网络,最后通过少量目标域有标签样本进行适配层训练和全网络微调的方法实现模型迁移。通过结构差异程度不同的Prius电机进行案例验证,结果表明,所提方法能够在满足一定预测精度的情况下,使用较少的标签样本完成目标电机的性能预测任务,为现代电工装备的性能分析与优化提供了新的思路和实践方法。     

用于测厚和裂纹检测的正交横波电磁超声换能器仿真分析及实验研究

垂直入射的横波在测厚时具有较高的灵敏度,但检测裂纹常需采用斜入射方式,单个换能器无法同时进行这两种检测。该文设计了一种正交横波电磁超声换能器（EMAT）,通过两个蝶形线圈在铝板中激发正交偏振的横波,提出在脉冲回波模式下利用两个线圈接收信号的声时信息和幅值差,同时进行测厚、检测裂纹并确定裂纹方向的方法。建立正交偏振EMAT三维有限元模型,对横波声场与裂纹缺陷的相互作用进行仿真,研究线圈间距、裂纹尺寸对正交声场和信号幅值差的影响。仿真和实验结果表明：正交横波EMAT通过一次检测可以同时实现测厚、裂纹检出及裂纹方向定位,为腐蚀减薄和裂纹等缺陷的在线检测提供了新方法。     

基于小世界模型的流形学习算法

等距特征映射(ISOMAP)不仅计算复杂度很高,而且缺乏对新样本的学习能力。基于标志点的ISOMAP(L-ISOMAP)通过只保持一些标志点之间的测地线距离有效地降低了复杂度,然而标志点集的随机选择常常会导致较差的嵌入结果。为此,提出了一种基于小世界模型的流形学习算法。根据小世界模型的原理,该算法仅仅保持每个样本点与其k个最近邻和一些随机选择的远点之间的测地线距离,采用最速梯度下降法优化来得到数据的低维表示。理论分析表明,该算法的计算复杂度远远低于ISOMAP的复杂度。利用应力函数和剩余方差对3个算法进行了比较。实验结果表明,从该算法得到的结果与从ISOMAP得到的结果相近,且优于从L-ISOMAP得到的结果。同时,该算法可以实现对新样本的学习,对噪声也不太敏感。     

非对称耦合线圈内阻与品质因数对传输功率与效率及其频率分裂的影响

非对称耦合线圈使得谐振式无线电能传输系统设计更为复杂,尤其是由于非对称结构带来的参数变化对无线电能传输功率的频率分裂规律的影响存在不确定性,此问题已成为制约该技术进一步发展的瓶颈。针对上述问题建立非对称无线电能传输系统的传输模型,计算得到非对称系统接收功率与传输效率的表达式,同时通过理论分析探讨耦合线圈的内阻和品质因数对频率分裂的影响规律,最后搭建相应的实验系统,对理论分析的正确性进行实验验证。实验结果与理论分析具有较好的一致性,证明了所提方法与结论的正确性,为进一步研究基于非对称耦合线圈的谐振式无线电能传输系统的设计与优化提供了有益的参考。     

电磁声发射技术在无损检测中的应用

电磁声发射技术是通过对导电部件进行电磁加载产生洛仑兹力,进而激发声发射效应,并通过此效应来进行无损检测.它可以定位薄金属板中微小的缺陷或裂缝,而且不需要完全加载,集合了电磁无损检测技术和声发射无损检测技术的优点.建立了电磁声发射的有限元模型,分析了试件在不同加载条件下的形变,对比了几个加载因素对电磁声发射的影响,并对试件进行了温升分析.在数值分析的基础上进行了电磁声发射实验,得到了电磁声发射信号,并对缺陷进行定位.     

三维永久磁铁磁场的(A→)-ψ方法研究及其在MRI系统中应用

分析了三维永磁磁场的磁矢量位(A→)算法与标量位ψ算法的优缺点,提出了在铁磁区域用磁矢量位、在非铁磁区域用标量位作为求解变量的(A→)-ψ方法.开发了集(A→),ψ、(A→)-ψ三种求解方法于一体的有限元计算软件,并用于永磁式MRI主磁场的设计计算中,计算结果与实测结果进行比较表明(A→)-ψ法为最佳。     

超磁致伸缩薄膜致动器磁-机械特性研究

超磁致伸缩材料以其高能量输出、高操作频率、远程非接触式控制等特点广泛应用于各种微机械系统中.建立了超磁致伸缩薄膜型致动器的磁-机械强耦合模型,并且进行了理论及数值推导.薄膜尺寸只有几微米,有限元方法在进行单元剖分时会产生严重的网络变形,从而降低计算精度.提出采用无单元Galerkin方法来进行数值计算,比较了计算值和实验值,吻合情况较好.     

无线电能传输系统中影响传输功率和效率的因素分析

射频功放模块是无线电能传输系统的重要组成部分,它的输出功率的大小直接决定了无线电能传输系统的传输功率。阻抗匹配是射频功放模块功率有效输出的必要条件,因此阻抗匹配对无线电能传输意义重大。本文理论分析了无线电能传输系统的等效阻抗以及影响阻抗值的因素。并针对无线电能传输系统阻抗特性提出了五种不同的调节阻抗的方法,并分析了其对无线电能传输系统的传输功率和效率的影响。最后进一步通过实验证实了所提参数对系统功率和效率的影响,为提高无线电能传输功率和效率提供了参考和借鉴。