PDE工具箱在静磁场中的应用

详细地介绍了MATLAB软件中的PDE工具箱及其推荐的使用方法。并将其运用到静磁场问题中，利用它来计算电抗器设计中的电感、变压器设计中的短路阻抗。本文还首次提出了一个从二维平面到三维空间的漏磁场能量计算公式，为电抗器、变压器的设计提供了新的方法。最后概括了PDE工具箱求解问题的特点。     

基于磁场梯度的船舶磁场模型

推导了磁旋转椭球体阵列在三维空间中磁场梯度的公式,建立了基于磁场梯度的椭球体阵列的磁场模型.针对模型的精度和稳定性易受人为选择椭球体参数影响的弊端,利用逐步回归方法来确定船舶磁场模型的各参数.船模试验表明,该模型精度高,可以广泛用作磁性目标的近距离定位和磁场建模.     

不拆包覆层的金属管道全周检测技术

为解决带包覆层金属管道全周向检测问题，提出一种不拆包覆层的旋转激励磁场检测方法。在管道表面沿周向布置3组励磁线圈并通入三相电流产生磁场，使管体产生的感应涡流中心沿着激励磁场矢量方向进行迁移，从而检测管体全周向的缺陷信息。基于有限元法研究了探头的工作原理，通过将隧道磁阻(TMR)传感器沿管体周向布置，测量管道径向的磁场强度以识别缺陷特征。实验研究表明：该方法可穿透管道包覆层，有效识别管道上的缺陷。     

电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析建模与多目标优化

为提高电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算精度和优化效率，利用混合解析法建立考虑转子铁心磁桥饱和效应的电机气隙磁场参数化解析模型。首先利用联合等效磁路法的子域法建立内置式永磁同步电机开路气隙磁场解析模型；然后利用同样方法建立转子磁桥虚拟磁场解析模型，从而得到考虑转子磁桥饱和效应的电枢反应磁场解析模型；最后通过叠加原理建立内置式永磁同步电机合成气隙磁场解析模型。通过有限元仿真和转矩测试验证内置式永磁同步电机气隙磁场解析模型的准确性。基于所建立的解析模型，以永磁体极弧宽度、定子槽口宽度和转子端部磁桥厚度为优化变量，以特定阶次频率的径向力波、转矩和效率为优化目标，利用带精英策略的非支配排序遗传算法，对一台电动汽车用内置式永磁同步电机样机进行多变量多目标优化。研究结果表明：与试验结果相比，解析计算误差小于5%,而计算时间较有限元仿真缩短90%以上；优化后，电机特定阶次频率的径向力波减小了9.2%,最大转矩提升了2.49%,最大效率提升了0.69%,高效区面积扩大了约54.46%;所提方法既解决了内置式永磁同步电机强非线性和高饱和的解析建模共性难点，又极大提高了电机多目标优化效率；研究可...     

船载磁探测器任意航向实时抗干扰技术研究

船载磁探测器测得的磁场信号中，除期望的船舶坐标系下的地磁场信号外，还包含多种干扰磁场信号，需进行抗干扰才能满足测磁要求。本文在分析各种干扰磁场信号特性及其排除方法的基础上，对任意航向上的三分量实时抗干扰技术进行了理论建模、算法实现以及工程适用性等研究，并通过MATLAB仿真验证该技术的可行性。该技术可使船载磁探测器的抗干扰摆脱时间、地点的限制，有效地解决船舶固定干扰磁场的实时排除，船舶固定磁场变化的实时监测等难题。     

EMS型磁浮列车悬浮静磁场电磁环境仿真研究

为量化评估常导电磁悬浮(EMS)型磁浮列车的电磁环境风险，在确定位于磁浮列车悬浮架两侧的直线电机转子励磁线圈为辐射源的基础上，采用有限元软件COMSOL Multiphysics，建立长定子轨道和EMS型磁浮列车三维结构模型，对直线电机的悬浮电磁特性以及它在周围空间和磁浮列车车厢内产生的静磁场进行仿真计算，并将车厢内的磁通密度计算结果与静磁场暴露限值标准进行对比。结果表明：长定子直线电机在励磁电流为25 A时，悬浮间隙中心线处磁通密度最大模值约为0.9 T，悬浮电磁力约为19.7 kN·m^-1；磁浮列车夹层位置处磁通密度最大模值在9.39～53.6 uT范围内，车厢内磁通密度最大模值约为6.93 uT；悬浮励磁线圈在车厢内产生的磁通密度最大值远低于国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)对一般公众推荐的400 mT静磁暴露限值，且满足标准EN 45502-2-1—2003和GB 16174.2—2015中小于1 mT的静磁场暴露控制限值。