Calculation of vaulted magnetic field above ship using equivalent surface magnetic charge北大核心CSCD

[目的]为了获得舰船上方不同高度平面磁场数据,解决舰船上方拱顶磁场推算到平面磁场的问题,提出用面磁荷法进行舰船上方的磁场推算。[方法]从等效源理论出发,利用拱顶磁场数据进行反演建模,将舰船磁场等效为面磁荷产生的磁场,用面磁荷正演舰船上方的磁场。将面磁荷法推算出的磁场与舰船实际磁场进行对比,验证面磁荷法的可行性。[结果]通过数值仿真计算,舰船磁场垂直分量推算的相对均方根误差为0.44%;利用磁性船模进行实验分析,磁场垂直分量推算的相对均方根误差为7.64%。[结论]仿真和船模实验分析表明,利用面磁荷法进行磁场推算,其推算值与测量值较为吻合,推算的相对均方根误差较小,具有较高的精度,可用于实际工程计算。     

基于支持向量机回归建模的船舶磁场推算方法

磁性目标形体复杂,磁化不均匀,目前一般采用逆方法拟合测量数据,从而建立其磁模型。从支持向量机回归理论出发,通过实验室测量数据建立了基于支持向量机回归的船舶磁场模型,与实际测量值比较,利用该模型推算的船舶下方磁场值的均方根误差小于10%,满足工程应用要求,这对于未来支持向量机在船舶磁场推算中的应用有着重要意义。     

船载铁磁物体对全船磁场影响的数值预测方法

舰船复杂的结构和多样的铁磁材料使得建立准确的舰船磁场模型十分困难,研究船载铁磁物体对全船磁场的影响规律是建立舰船磁场简化模型的必要前提。基于三维静磁积分法,提出一种船载铁磁物体对全船磁场影响的数值预测方法。首先以圆筒和钢板混合模型为计算实例,模拟计算结果与实验测量值吻合较好,由此说明数值模拟计算的有效性和正确性;其次,设计某型船模的数值计算模型,分析研究内部铁磁设备、垂直舱壁及水平舱壁对全船磁场的影响规律。结果表明,对于低磁材料的舰船,不能忽略船载铁磁物体对全船磁场的影响。所得结论对实际舰船磁场建模工程具有一定指导意义。     

用于低磁钢舰艇闭环消磁的船外磁场推算研究

利用实时测量的舰艇内部磁场值推算出外部目标磁场值,然后用外部目标磁场值来决策消磁绕组电流就是所谓的闭环消磁。本文推导了用于低磁钢舰艇闭环消磁的船外磁场推算的表达式,利用具有解析解的均匀磁化实心铁质球体的感应磁场进行了仿真实验。实验结果表明推算数据与理论值几乎完全吻合。在仿真数据中加入高斯白噪声后,推算数据与理论值依然吻...     

一种舰船垂向磁场换算成矢量磁场的方法

获得舰船磁场的最简单、经济的方法是,当舰船通过其下方某一深度(正交于舰首方向)的垂向磁传感器阵列平面的时候,测量舰船垂向磁场分量。采用数学方法处理垂向磁场数据,推算出舰船的矢量磁场(3个方向的磁场)。该方法非常容易在计算机上实现,它具有在数秒内获得精确结果的优点,并且既省钱又省力。同时仅需要少量磁传感器,便能得到任何方向的磁场。     

均匀优化设计在磁干扰补偿算法中的应用研究

载体磁场对地磁测量的干扰,一直是造成导航设备罗差、影响地磁测量精度的技术难题.本文针对12常系数补偿算法建模过程中耗时费力等不足,将均匀设计思想引入到优化求解建模的过程中,研究了载体磁场随其姿态变化对地磁测量的影响规律,提出了采用影响因子权值统计法设计载体姿态点,进而利用优化设计姿态点的磁测数据建立补偿模型,解决了复杂模型难以运用常规方法求取全局最优解的问题.通过试验证明,该方法可以利用载体较少姿态下的试验数据建立较高精度的补偿模型,缩短了试验建模的周期,提高了磁测补偿模型的精度.     

支持向量机回归算法在船舶磁场推算中的研究

船舶航行中会遇到复杂的外界环境,其中磁场环境的变化对航行状况具有重要的影响。而船舶内部大量的电力系统会产生复杂的磁场分布。在建立的船舶磁场分布模型中,传统的基于磁场检测后的逆向拟合方法精确度不高。因此可以根据实验室的测量数据建立基于支持向量机回归算法的船舶磁场模型。在该模型中,预测的磁场分布具有更高的精度和复杂度,并且可以对磁场的动态变化进行预测,建立船舶磁场的时变模型。     

基于边界等效源的舰艇磁异常推算技术研究

用等效源法实现舰艇磁异常推算通常将等效源置于舰艇所占空间内,其位置分布参数常依赖人为经验确定,从而直接影响了等效源法在舰艇磁异常推算中的通用性。针对该问题,从边界积分理论及等效原理出发,分别建立了以边界单层源、双层源和混合源为未知量的边界等效源舰艇磁异常推算模型。与应用于舰艇磁场建模中传统等效源法相比,其等效源只需分布于边界面上,从而大大降低了人为因素的影响。基于磁场测量值来求解边界等效源磁性参数属磁场逆问题,磁场测量数据中信息量的不足通常使其表现出一定的病态性。为减小测量误差等因素对计算结果的影响,应用截断奇异值分解方法对模型进行了求解,并分析了所用磁场数据类型对建模的影响;采用数值算例和船模实验对边界等效源舰艇磁异常模型进行了分析比较。结果表明,基于截断奇异值分解方法求解的边界等效源舰艇磁异常模型,可有效克服传统等效源法在舰艇磁异常建模中的不足,推算结果令人满意。     

水雷布设面上的磁场计算方法研究

由于舰船磁场测量受测量场地的水深和测量点个数的影响,如何利用有限的磁场测量值,去计算布设水雷深度上的磁场值,成为本文研究的内容。现有多种方法来进行磁场深度计算,因此需要选择一种计算量较小、满足精度要求的方法。通过Matlab仿真,用仿真值和实测值进行比较,证明该方法的准确性和实用性,此方法在研究舰船对抗水雷能力具有重要意义。     

解决薄壳体静态磁场反演问题的新方法

提出一种解决静态磁场反演问题的新方法。目的在于通过测量空气中磁场,建立起铁磁性外壳物体的磁化模型,计算出某个位置因无法布放传感器的磁场。然而该方法会产生一个病态系统,必须采用数学优化方法处理该系统。本文通过增加物理信息,不仅获得了可靠的解决办法,而且大大减少了传感器的数量。此外,通过船模实测数据验证了该方法,具备一定的前景价值。     

基于数字磁力检测仪的磁罗经自差校正方法

为了能使船舶在锚泊或停靠码头的状态下就能实现磁罗经自差校正的目的,通过安装在罗盆底部的一种数字磁力检测仪测量并存储船舶正常航行时3个航向磁罗经自差力的大小与方向,在校正自差时利用存储的数据可计算出半圆自差系数和象限自差系数,完成磁罗经自差的校正工作.从理论上论述了依靠数字磁力检测仪校正磁罗经自差的原理,阐述了数字磁力检测仪组成以及船舶在锚泊或停靠码头时利用数字磁力检测仪校正自差的方法.经过实践验证了校正方法的正确性,用计算机及传感器技术为磁罗经自差校正提供一种高效便捷方法,节省时间和费用.     

“聚磁式”磁力耦合器的磁场分析

为提高设备功率与转矩密度,本文提出了一种"聚磁式"磁力耦合器,并对其进行了有限元仿真分析。分析结果表明与一般磁力耦合器相比,"聚磁式"磁力耦合器,转矩提高20%,是一种有效的紧凑性设计方案。分析结果为磁力耦合器的结构设计做支撑。     

格拉斯磁环匀强磁场分析

以毕奥-萨伐尔定律为基础,建立亥姆霍兹线圈以及格拉斯磁环中心磁场分布模型,并计算了它们内部的轴向磁感应强度分布,绘出了空间分布图,分析了轴向磁感应强度与x、y坐标的关系,分析结果得到了亥姆霍兹线圈和格拉斯磁环内部匀强磁场分布区域,通过比较得到格拉斯磁环内部的匀强磁场区域比亥姆霍兹线圈内部的匀强磁场分布区域更大的结论。     

一种基于磁网络法的调制式磁齿轮计算模型

文章提出调制式磁齿轮基于磁网络法的线性磁网络计算模型,对磁场进行求解分析,并应用于具体算例。通过对比分别由磁网络法与有限元法得到的磁密波形,表明该磁网络模型可有效应用于调制式磁齿轮磁场分析,在满足精度的同时可减少计算量,适合于工程设计与优化初选。     

磁性磨料对磁力研磨效果的影响

概述了磁性磨料的特性及结构组成,并且用实验证明了混合磁性磨料中铁粉的直径参数和重量百分比参数对磁力研磨效果的影响,最终得出两者皆存在最佳值.     

低磁类舰船内外磁场推算中的位置优化

针对利用磁体模拟法进行低磁类舰船内外磁场换算时,方程离散后容易呈现病态的问题,根据内部测量数据的变化趋势,提出了一种先限定某些位置作为优化测量点,再利用微粒群算法优化其它的优化位置的方法。不但解决了测量位置优化问题,而且需要的测量点数较少。通过两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,其推算精度符合工程实际需求。     

在磁赤道校正磁罗经自差纪实

磁罗经是船舶航行的重要仪器之一,在PSC的检查中,如果它存在缺陷或自差表不在有效期内,将会给予17或30的纠正措施.本文从实际出发,就自行在磁赤道附近校正自差提出了具体的方法及体会,船员可参考实施.     

弱磁作用下对铁磁性物体感应磁场的理论分析

本文在不考虑铁磁性物体剩磁影响的情况下,对铁磁性物体的感应磁场进行了理论分析,指出在弱磁作用下,铁磁性物体磁矩与外磁场成线性比例关系,通过对铁磁性物体去磁系数的研究,对比例系数进行了计算。     

基于泊松方程的磁罗盘磁域自差修正

电子磁罗盘是现代车辆导航中重要设备,但至今尚未应用到船舶导航上。针对船载磁航向测量中存在的各种误差,分析了船载情况磁罗盘系统误差的形成原因和机理,在此基础上系统地研究了船载特殊情况中数字磁罗盘误差校正问题,并且具体给出基于泊松方程的磁域的误差修正方法,实验结果表明,该方法简单有效地实现磁航向误差校正,且补偿精度高、成本低。     

基于神经网络的磁性目标磁矩反演方法

针对磁性目标定位中的磁矩反演问题,提出一种基于神经网络的磁矩反演技术。首先,基于最小二乘原理,建立了磁性目标磁矩反演模型;其次采用Hopfield网络进行了优化求解,并针对模型求解过程中鲁棒性差的弊端,对网络进化策略进行了自适应修正;最后设计了仿真实验对其有效性进行了检验,仿真结果表明利用修正后的网络求解磁矩反演问题结果令人满意,具有一定的实用性。