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基于潜艇磁偶极子模型的航空磁探潜探测宽度模型与仿真

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兵工学报 2014年第9期35卷 1458-1465页

作者：杨日杰熊雄郭新奇韩建辉海军航空工程学院电子信息工程系山东烟台264001 海军航空工程学院指挥系山东烟台264001

针对航空反潜磁异常探测传统探测宽度模型无法准确分析目标磁特性、环境磁特性等因素对航空磁探潜探测宽度的影响,引入概率分布的思想并提出基于信噪比检测依据的新探测宽度模型。为了求解该探测宽度模型,建立了基于磁偶极子目标的航空... 详细信息

针对航空反潜磁异常探测传统探测宽度模型无法准确分析目标磁特性、环境磁特性等因素对航空磁探潜探测宽度的影响,引入概率分布的思想并提出基于信噪比检测依据的新探测宽度模型。为了求解该探测宽度模型,建立了基于磁偶极子目标的航空磁探潜探测模型,目标磁特性模型,环境噪声和检测模型,给出了基于信噪比检测依据的探测宽度模型求解方法和步骤。仿真分析表明:所建立的模型能够充分反映目标特性、地磁场特性、环境磁噪声等级、反潜机探测平台等因素条件对航空磁探潜探测宽度影响;与经典探测宽度模型相比,新建立的模型能够对航空磁探潜探测宽度进行更加有效和精确的计算。

关键词：电磁学航空磁异常探测探测宽度磁偶极子模型

基于有限元计算的磁流变液特性分析及其与基于磁偶极子模型结果的比较

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功能材料 2012年第15期43卷 2098-2101页

作者：赵春伟彭向和重庆大学工程力学系重庆400044 重庆大学煤矿灾害动力学与控制国家重点实验室重庆400044

采用ANSYS有限元软件,计算了磁流变液单链在剪切过程中的力学特性,并以此为基准分别与基于简化偶极子模型和基于不简化偶极子模型的结果进行了比较。结果表明,简化偶极子模型在描述磁流变液力学特性方面具有较高的精度,但由其得到的剪... 详细信息

采用ANSYS有限元软件,计算了磁流变液单链在剪切过程中的力学特性,并以此为基准分别与基于简化偶极子模型和基于不简化偶极子模型的结果进行了比较。结果表明,简化偶极子模型在描述磁流变液力学特性方面具有较高的精度,但由其得到的剪切屈服应力略低于有限元计算结果。这对于改进偶极子模型以建立磁流变液性能更精确快捷的多层次描述方法,进而设计高性能磁流变液具有重要的意义。

关键词：磁流变液屈服剪应力有限元分析磁偶极子模型

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磁偶极子模型下的目标定位技术研究

磁偶极子模型下的目标定位技术研究

作者：刘琛湖北大学

学位级别：硕士

磁性目标定位技术是一种无源定位技术,与传统定位技术相比,磁性目标定位技术具有能量损耗少、对可视度要求低、定位精度高等优点,还能定位出目标的角度信息,因此在手术、生物智能监控、智能终端追踪等领域具有广阔的应用场景。目前,磁... 详细信息

磁性目标定位技术是一种无源定位技术,与传统定位技术相比,磁性目标定位技术具有能量损耗少、对可视度要求低、定位精度高等优点,还能定位出目标的角度信息,因此在手术、生物智能监控、智能终端追踪等领域具有广阔的应用场景。目前,磁定位技术在国外已取得相当多的成果,在市场产品上逐渐走向成熟,而在国内,磁定位技术研究相对落后,大多数仍处于相关理论研究、实验探索阶段。本文主要研究基于磁偶极子模型的磁定位技术,包含以下几个方面内容:1.对当前各类磁性目标场强建模方法进行研究,验证磁偶极子模型在磁性目标定位上的显著优势。2.对磁偶极子模型磁场分布进行探究,并与真实理论磁场相互对比,得到基于磁偶极子模型的磁场误差数据,结合磁传感器硬件测量灵敏度等性能指标,综合分析得出利用磁偶极子模型计算磁性目标周围磁场的最佳范围。3.在磁性目标适用磁偶极子模型计算磁场的最佳距离范围内,提出了一种磁偶极子模型参数修正方法,进一步缩小最佳适用范围内使用磁偶极子模型计算真实磁场的误差。4.研究基于磁偶极子模型的磁定位算法,指出线性定位算法在实际应用中的缺陷,在非线性磁定位算法领域,对量子粒子群算法进行研究,做出了自己的改进,用于提升算法性能,并提出了一种基于改进量子粒子群算法（APQPSO）的混合定位方法,全局优化算法与局部优化算法相结合,用以提升磁性目标定位精度。

关键词：磁偶极子模型磁定位优化技术量子粒子群算法

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磁流变弹性体基于卡方分布的磁偶极子模型

功能材料 2016年第9期47卷 9063-9067页

作者：索思徐赵东许飞鸿东南大学混凝土及预应力混凝土结构教育部重点实验室南京210096

为了精确描述磁流变弹性体的磁致效应,从而使磁流变弹性体应用于工程实际,基于磁偶极子理论,结合铁磁颗粒在磁流变弹性体中的分布特点,引入分布参量n,假设相邻铁磁颗粒的间距满足卡方分布,提出基于卡方分布的磁偶极子模型,推导了磁致剪... 详细信息

为了精确描述磁流变弹性体的磁致效应,从而使磁流变弹性体应用于工程实际,基于磁偶极子理论,结合铁磁颗粒在磁流变弹性体中的分布特点,引入分布参量n,假设相邻铁磁颗粒的间距满足卡方分布,提出基于卡方分布的磁偶极子模型,推导了磁致剪切模量的表达式。该模型弥补了"均匀分布"假设的不足且形式简单,适于工程应用,同时可以精确反映出各因素对磁流变弹性体磁致效应的影响规律,其中分布参量和外加磁场强度是影响磁致效应的关键因素。

关键词：磁流变弹性体磁偶极子模型卡方分布磁致剪切模量

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基于磁偶极子模型的目标定位和参数估计

电子学报 2002年第4期30卷 614-616页

作者：唐劲飞龚沈光王金根海军工程大学兵器工程系湖北武汉430033

在分析了目标的磁偶极子模型之后 ,指出该模型是两个函数的组合 ,目标参数包含在两个函数的参数里 .提出了函数组合法 ,能够将这两个函数分离 ,求出目标的位置及磁矩 .进行了仿真计算 .文章进一步分析了函数组合法的实质。

关键词：磁偶极子模型目标定位参数估计函数组合法非线性最小二乘法

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基于磁偶极子模型的胶囊机器人定位技术研究

基于磁偶极子模型的胶囊机器人定位技术研究

作者：王鑫睿天津理工大学

学位级别：硕士

随着人们对胃肠道疾病的大量关注以及医疗科技的发展,内窥镜微型诊疗机器人的应用也随之增加。作为一种微创、无创的新兴技术,它的应用对于缓解胃肠道疾病患者的痛苦起到了非常重要的作用。与传统的内窥镜相比,胶囊机器人通过口服的方... 详细信息

随着人们对胃肠道疾病的大量关注以及医疗科技的发展,内窥镜微型诊疗机器人的应用也随之增加。作为一种微创、无创的新兴技术,它的应用对于缓解胃肠道疾病患者的痛苦起到了非常重要的作用。与传统的内窥镜相比,胶囊机器人通过口服的方式进入患者体内,待到达病变位置时释放药物,并拍摄图片反馈给医治人员,实现真正意义上的无创、微创治疗。当机器人进入人体后,在体外对其定位成为了一项关键的技术。由于传统的定位方法存在很多缺点,而磁定位法的具有跟踪目标小、不受视线遮挡的限制、毫米级定位精度、对人体无损伤以及实现成本较低的优势,因此该方法能实现胶囊机器人的精确定位。在本文的定位系统中,胶囊机器人内部永磁铁产生的磁场会与外部驱动磁场产生的空间万向旋转磁场发生磁耦合,从而影响胶囊机器人的定位精度。为了实现胶囊机器人的精准定位,本文对解决磁耦合问题以及如何对磁定位算法进行优化进行了深入的研究。首先,本文在定位系统中设计并搭建了一个6×6的磁传感器阵列,该阵列将36个传感器焊接在15mm×15mm的PCB开发板中,并由该传感器阵列测量胶囊机器人内部永磁体的磁感应强度。磁传感器会利用其内部的数模转换器将测得的磁信号转化为实验所需要的电信号,然后将该电信号送至数据处理模块进行数据处理,通过串口将处理后的数据送至计算机进行均值滤波,并将滤波后的数据代入到提出的磁定位算法中求解,从而获取胶囊机器人的位置与方向的参数。其次,本文根据磁驱动胶囊机器人与驱动磁场之间存在的磁耦合问题,提出了一种磁定位算法,使得原磁偶极子模型公式中的的六个变量减少到三个。此外,为了提高该算法的定位精度,又提出一种补偿算法,这种补偿算法在提出磁定位算法的基础上增加了一个补偿量,该补偿算法能够提高解耦后的胶囊机器人定位精度。最后,本课题设计了胶囊机器人的路径定位实验,定位实验分别在有驱动磁场和没有驱动磁场的情况下进行。在没有驱动磁场情况下进行实验是为了验证提出算法的正确性,在有驱动磁场的情况下是为了模拟实际磁定位的环境。两次实验分别选取了几组机器人的运动路径,实验结果表明,在驱动磁场内部的定位实验误差为2.25mm,在驱动磁场外部的定位平均误差为2.62mm,与其他科研团队的磁定位精度相比,具有较好的定位效果。

关键词：磁偶极子模型三轴亥姆霍兹线圈磁定位磁耦合

为什么用磁偶极子模型而非磁畴模型研究磁性检测原理

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无损检测 2006年第2期28卷 94-95,101页

作者：仲维畅南京燃气轮机研究所南京210037

磁偶极子是研究物质磁性时最初由磁荷假说引入的一个基本模型,随着物理学的发展人们逐渐认为'它不太符合磁介质的微观本质' [1],因而被有的人戏称为'科学上的老古董',甚至有人认为今天还用磁偶极子模型是个错误,更有人提出疑问,为什么... 详细信息

磁偶极子是研究物质磁性时最初由磁荷假说引入的一个基本模型,随着物理学的发展人们逐渐认为'它不太符合磁介质的微观本质' [1],因而被有的人戏称为'科学上的老古董',甚至有人认为今天还用磁偶极子模型是个错误,更有人提出疑问,为什么不用磁畴模型而用磁偶极子模型来研究磁性无损检测原理.为讲清其缘由,作者提出以下看法.

关键词：磁偶极子模型物质磁性检测原理磁畴微观本质磁介质物理学

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磁偶极子模型对定位的影响研究

轻工科技 2016年第7期32卷 93-94页

作者：余乐郭锋申春龙张红彬西南科技大学信息工程学院四川绵阳621010

磁偶极子模型是电磁定位技术的重要模型,其中定位目标到模型的距离r要远大于模型尺寸本身时才有效,以文献[6]公式理论值作为实际值与磁偶极子模型公式值对比,通过MATLAB软件仿真,研究定位目标点到模型的距离r对定位的影响。

关键词：磁偶极子模型电磁定位 MATLAB

长输埋地管道焊缝气孔缺陷弱磁信号正演模型模拟研究

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安全与环境学报 2023年第8期23卷 2675-2682页

作者：刘艳军洪佳伟徐鸿飞张帆西南石油大学机电工程学院成都610500

针对长输管道在非开挖条件下的焊缝气孔检测难题,通过改进磁偶极子理论模型,创建了一种针对管道焊缝气孔缺陷等球形缺陷的弱磁信号正演模型。采用数值模拟方法研究了焊缝气孔缺陷磁感应强度波形特征,以及不同气孔尺寸和不同缺陷方位对... 详细信息

针对长输管道在非开挖条件下的焊缝气孔检测难题,通过改进磁偶极子理论模型,创建了一种针对管道焊缝气孔缺陷等球形缺陷的弱磁信号正演模型。采用数值模拟方法研究了焊缝气孔缺陷磁感应强度波形特征,以及不同气孔尺寸和不同缺陷方位对磁感应强度的影响。结果表明:管道焊缝气孔缺陷处磁感应强度的法向分量Bx始终趋近于0,轴向分量By出现过零点特征且峰值改变方向,切向分量Bz出现极值特征;可通过弱磁信号进行缺陷尺寸的判断和对缺陷在管道环向位置上的定位,并得到了气孔缺陷半径R与总磁感应强度Bsum峰值的拟合公式。最后进行工程试验,验证了正演模型的准确率。缺陷管道处实际检测磁感应强度与理论计算结果在趋势上基本一致。其中缺陷处的总磁感应强度Bsum最大值,理论计算中为4202 nT,而实际检测中为4407 nT,误差为205 nT,误差率为4.66%。考虑到实际检测时,难免受到外界的干扰及其他因素的影响,总体上来说该误差在可接受范围内,可以为含焊缝气孔缺陷管道的弱磁检测定量化提供一定依据。

关键词：安全工程长输管道非开挖检测焊缝气孔缺陷弱磁检测磁感应强度磁偶极子模型