基于遗传算法的潜艇三维模型及其磁场延拓方法

为了综合分析潜艇的高空磁特征分布,基于潜艇上方近场测量数据,采用磁体模拟法建立了潜艇磁场三维模型。针对磁体的个数以及位置常依赖于人为经验的弊端,分别建立了以磁体位置和个数为未知量的优化模型,并采用全局优化能力强、稳定性好的遗传算法对优化模型进行了求解。仿真实验测试了该方法的有效性,并分析了实际测量误差对模型稳定性的影响。结果表明,该方法建模稳定性好、精度高,是一种有效的高空磁场分析方法,有一定的工程实用价值。     

潜艇磁场仿真计算技术应用研究

为评估潜艇防御水雷及高空磁探的能力,必须掌握潜艇水下各深度平面和高空磁场的分布规律。采用测量的方法来获得全部的数据相对困难,通过测量潜艇某一特定条件下的数据,再借助磁场仿真建模计算,从而能准确地分析并掌握潜艇磁场空间分布特性。     

潜艇防磁探能力评估方法研究

针对常用的测量设备难以获取潜艇高空磁场梯度的缺陷,提出了以磁偶极子磁场梯度模型换算潜艇高空磁场梯度的方法.针对潜艇防磁探能力难以量化的问题,采用磁异常梯度极大值、磁异常面积作为评估防磁探能力指标.经过仿真表明所提出的方法和指标有效,对我国潜艇防磁探能力评估方法的研究将具有重要参考价值.     

基于远场等效磁矩的潜艇磁防护技术

从控制潜艇磁性的源头出发,根据潜艇高空磁场与磁偶极子磁场的等效性,以及磁偶极子磁场与电流环磁场分布的一致性,提出一种基于远场等效磁矩的磁防护方法。通过布设简单补偿绕组,直接补偿潜艇等效磁矩,从而降低潜艇远场磁场。仿真实验结果表明,该方法可有效降低潜艇的远场磁场,提高潜艇对抗航空磁探的能力,为实际潜艇的远场磁防护提供了一种新的思路和技术手段。     

基于面磁矩分布的潜艇磁场计算

潜艇磁场的单个磁偶极子模型,在计算外空间磁场分布时与实际情况误差较大,为提高模型准确度,本文优化潜艇磁场的计算方法,将潜艇磁矩看作均匀分布于壳体上的无限个磁偶极子,提出并定义了面磁矩密度假设。通过求解潜艇表面上磁矩微分元在场点的磁场积分,得到基于面磁矩分布的潜艇磁场计算数学模型。经过对比分析表明,该模型能够更准确地描述潜艇磁场的空间分布特性,以及潜艇磁异常随着探测距离的变化情况。     

潜艇空间磁场测量计算新方法的研究

由于舰船磁场测量计算受测量场地的水深、磁传感器的布设数量、排列方式、以及建模所选磁模拟体个数等因素的影响,所以引入一种潜艇磁场测量计算新方法。以磁模拟混和体作为仿真模型,经过仿真和实测验证,证明此方法的准确性和实用性。它在磁场测量时与测量点分布、位置无关,这对提高船体磁场测量效率和精度有重要意义,在工程上有广阔的应用前景。     

潜艇空间磁场的建模分析与运用

反潜巡逻机使用磁探仪搜索潜艇是有效的搜潜手段之一。论文通过分析引起潜艇空间磁异常的机理和潜艇磁场的模拟方法,建立了椭球体和磁偶极子阵列的混合模型,利用实测数据对潜艇的空间磁场分布特性进行仿真计算分析,得出磁探仪在不同高度探测到的潜艇空间磁场强度分布情况,进一步确定了磁探仪的作用距离。     

基于PSO算法的磁偶极子阵列舰艇磁场模拟研究

舰艇磁场作为舰艇重要暴露源,是舰艇非声隐身性能的一大研究重点。在舰艇磁防护工作中,为应对舰艇上方的航空磁探测等新型磁威胁,需要对舰艇磁场全方位的空间分布特征进行数学建模。本文针对舰艇垂向非对称结构在舰艇上、下方感应磁场的分布差异,通过数值仿真实验对某潜艇简易模型进行定量分析,并基于舰艇上、下方2个近场平面的磁场数据,以拟合结果均方根误差为目标函数,采用粒子群优化算法（particle swarm optimization, PSO）对系数矩阵进行优化,建立了潜艇的三维磁偶极子阵列模型。定量分析模拟结果表明,在艇模上、下方单倍船长范围内,感应磁场最大相对误差超过5%,采用单个近场平面的测量数据建模将对磁模型换算精度带来显著影响。采用双平面模拟后,将磁偶极子阵列模型深度换算结果与艇模仿真数据进行比较,龙骨上、下方最大相对拟合误差仅为1.14%与2.82%,拟合精度高且可换算深度范围广。本文研究成果可应用于舰艇磁场的高精度建模,并为舰艇磁防护中磁场测量、磁性目标探测与定位等工作提供参考。     

基于改进微粒群算法的磁靶电流参数优化调整

为克服基本微粒群算法易早熟的缺点,建立一种基于改进微粒群算法的磁靶电流参数优化调整模型。该方法采用一种非线性递减函数对惯性权重参数进行调整,并通过绘制的磁场模拟精度随电流参数个数的变化趋势图,确定一定精度要求下的最佳电流参数个数。仿真结果表明,通过该方法优化电流参数后,不仅保证了磁靶的模拟精度,而且所需的电流个数最少,符合工程实际。     

潜艇磁场建模方法的分析与比较

对潜艇进行磁探仪探测,需了解潜艇的磁特性模型.潜艇磁性物质分布复杂,直接用解析方法求解其磁场相当困难.经过近几十年的发展,目前已经得到了多种有效的潜艇磁场建模方法.本文分析了目前潜艇磁场建模的几种方法,对各种方法的基本原理进行阐述,并对其适用范围进行分析.最后对潜艇磁场数学模型的选择进行了说明.     

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。     

舰艇闭环消磁技术国内外研究现状

本文通过对国内外在闭环消磁技术研究方面的分析,指出美国已在低磁钢舰艇、钢壳水面舰和核潜艇上成功应用了闭环消磁系统;英国则在核潜艇上进行了应用;澳大利亚即将在潜艇上安装;法国和意大利在低磁钢舰艇上进行了成功应用。我国闭环消磁的研究才刚刚起步,一些关键技术急待解决,因此应加大资金投入和研发力度,攻克闭环消磁关键技术,从而显...     

三轴线圈磁体模拟产生舰船磁场的方法

该设计通过利用一定数量的三轴磁体来产生可变磁矩,以向外辐射出磁场。单个磁体是由三个正交的线圈组成。当线圈分别通以电流时,磁体可产生三个互不相关的正交磁场。同时利用MATLAB对通电磁体的磁场进行了简单的仿真计算,证明了此方法的可行性,具有参考价值。     

可扩展的高精度磁场采集系统的设计

当对弱磁场进行测量时,对磁场采集系统的性能提出了更高的要求,设计了一种基于Σ-Δ技术模数转换器的高精度数据采集系统,并对测磁系统进行了多通道扩展。通过硬件和软件优化相结合的方式提高系统的测量精度,硬件优化包括抗混频滤波和消除供电电源带来的干扰,软件优化包括对采样数据进行FIR低通滤波、标度变换和平滑滤波。实验证明,设计的磁场采集系统精度良好,满足了项目中对于系统扩展和精度的要求。     

基于磁体模拟法的舰船磁场补偿技术

针对舰船消磁系统快速准确解算、通用性强的设计要求,以磁体模拟理论为基础,提出了基于磁体模拟法的舰船磁场补偿技术.通过将舰船磁场补偿问题转换为求解若干反向等效磁源的磁矩,建立一种通用数学模型来实现消磁过程,并在此基础上形成满足实际应用需求的简化模型.将船模实测数值与仿真结果进行反向比对,表明在垂向磁场补偿方面,通用数学模型与其简化模型所取得的磁场补偿效果十分接近,但简化模型的解算速度较快,更能满足工程实用要求.     

基于信息融合的高精度潜艇深度测量方法研究

潜艇深度的测量主要基于海水压力信息，通过低通滤波器去掉波浪的影响，但降低了潜艇深度的动态测量精度。本文将测得的海水压力信息与潜艇惯导系统测得的垂向加速度信息融合，通过理论推导获得潜艇深度的高精度测量方法。通过对中大型潜艇的仿真分析，以及对测量精度的分析讨论，证明本方法是可行的。     

舰船磁场动态测量中的小波消噪技术研究

动态测量是舰船磁场测量中的重要方式,针对舰船磁场动态测量中的噪声特点,采用小波变换技术进行了消噪处理。仿真结果表明,小波变换技术可以较好的消除各个频段的磁场噪声,较好的恢复原始舰船磁场信号,在实际舰船磁场动态测量中有重要的应用价值。     

运动平台磁体感应磁场建模研究

文章建立了运动平台磁体感应磁场的磁偶极子模型,通过数据拟合得到磁偶极子模型系数。将模型计算结果与数值计算结果相比较进行误差分析,验证了磁偶极子模型描述磁体远场区磁场的准确性。