本文關(guān)鍵詞：基于混合優(yōu)化算法的TEM線圈陣列設(shè)計(jì)與仿真

  更多相關(guān)文章： 瞬變性電磁法 磁聚焦技術(shù) 遺傳算法 粒子群算法 有限元分析軟件

【摘要】：瞬變性電磁法(Transient Electromagnetic Method,TEM),作為一種新技術(shù),新方法,在地質(zhì)勘探,金屬礦物檢測(cè),環(huán)境工程探測(cè)等方面發(fā)揮著重要的作用。該方法實(shí)施時(shí)無(wú)需接觸被探測(cè)物,不需開(kāi)挖,成本合理,還可以保證被測(cè)物的正常運(yùn)行不受影響。但是瞬變電磁技術(shù)可以良好的解決單點(diǎn)檢測(cè)問(wèn)題,對(duì)于并行或是重疊的金屬管線等的檢測(cè),沒(méi)有很準(zhǔn)確的評(píng)估的技術(shù)方案,同樣導(dǎo)致安全的隱患,環(huán)境的損害,經(jīng)濟(jì)的損失,還阻礙了其發(fā)展與實(shí)際的應(yīng)用效果。技術(shù)的創(chuàng)新可以解決實(shí)際的缺陷,利用磁場(chǎng)的定向式聚焦來(lái)提高檢測(cè)的有效性。創(chuàng)新性的提出了在TEM系統(tǒng)中融入磁聚焦技術(shù),研究設(shè)計(jì)新型的磁聚焦瞬變電磁檢測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)瞬變電磁磁聚焦技術(shù)對(duì)目標(biāo)物或目標(biāo)區(qū)域的準(zhǔn)確檢測(cè)。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)物或目標(biāo)區(qū)域的定點(diǎn)精確檢測(cè),瞬變電磁磁聚焦技術(shù)著重研究發(fā)射磁場(chǎng)的聚焦性能。大量的研究表明,發(fā)射磁場(chǎng)的聚焦性能與發(fā)射線圈的空間結(jié)構(gòu)緊密相關(guān),所以優(yōu)化線圈結(jié)構(gòu)有助于提高系統(tǒng)發(fā)射磁場(chǎng)的聚焦性。本文立足于科學(xué)的實(shí)際應(yīng)用,設(shè)計(jì)了融合不同算法優(yōu)勢(shì)來(lái)互補(bǔ)的混合優(yōu)化算法,實(shí)現(xiàn)對(duì)TEM發(fā)射線圈磁場(chǎng)聚焦性能的優(yōu)化求解。具體的工作量,從以下幾個(gè)部分入手。(1)基于瞬變電磁法原理,與線圈磁場(chǎng)分布原理,研究影響TEM模型磁場(chǎng)分布的主要參數(shù);(2)設(shè)計(jì)混合優(yōu)化算法。研究遺傳算法,和粒子群算法的性能特點(diǎn),改良算法特性,綜合設(shè)計(jì)一種混合優(yōu)化算法,并測(cè)試三種算法的性能,選出更適合TEM優(yōu)化求解的算法;并構(gòu)造出滿足工程實(shí)際需求的磁場(chǎng)分布適應(yīng)度函數(shù);(3)結(jié)合有限元分析軟件與高級(jí)語(yǔ)言的功能特點(diǎn),設(shè)計(jì)有限元分析軟件與高級(jí)語(yǔ)言程序的外部通信接口,聯(lián)合實(shí)現(xiàn)TEM發(fā)射線圈優(yōu)化;(4)研究典型線圈陣列模型,創(chuàng)新設(shè)計(jì)線圈陣列模型,根據(jù)影響參數(shù),利用混合優(yōu)化算法對(duì)新型設(shè)計(jì)模型進(jìn)行優(yōu)化;(5)保證發(fā)射線圈陣列正常工作,設(shè)計(jì)相匹配的瞬變電磁磁聚焦發(fā)射驅(qū)動(dòng)器;(6)通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)試與仿真對(duì)比,說(shuō)明發(fā)射線圈陣列的性能與實(shí)用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：瞬變性電磁法 磁聚焦技術(shù) 遺傳算法 粒子群算法 有限元分析軟件
【學(xué)位授予單位】：成都信息工程學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH871
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第一章 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8
• 1.2 研究方法8-11
• 1.2.1 國(guó)外瞬變電磁法研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)瞬變電磁法研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.3 國(guó)內(nèi)外磁聚焦研究現(xiàn)狀11
• 1.3 研究?jī)?nèi)容11-13
• 1.3.1 本文研究的主要目的和內(nèi)容11-12
• 1.3.2 本文研究的結(jié)構(gòu)安排12-13
• 第二章 基本研究原理13-18
• 2.1 瞬變性電磁法基本研究原理13-14
• 2.2 磁場(chǎng)基本原理14-16
• 2.3 本章小結(jié)16-18
• 第三章 混合優(yōu)化算法的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)18-31
• 3.1 基本遺傳算法18-21
• 3.1.1 參數(shù)編碼18-19
• 3.1.2 適應(yīng)度函數(shù)19
• 3.1.3 選擇19-20
• 3.1.4 交叉與變異20
• 3.1.5 收斂性分析20
• 3.1.6 遺傳算法的求解20-21
• 3.2 改進(jìn)的遺傳算法21-22
• 3.2.1 改進(jìn)的思想21
• 3.2.2 改進(jìn)的方法21-22
• 3.3 基本粒子群算法22-24
• 3.3.1 算法基本思想22
• 3.3.2 算法更新過(guò)程22-23
• 3.3.3 算法設(shè)計(jì)原則23-24
• 3.4 改進(jìn)的粒子群算法24-25
• 3.5 混合優(yōu)化算法25-26
• 3.5.1 算法設(shè)計(jì)思路25
• 3.5.2 算法設(shè)計(jì)方法25-26
• 3.6 性能測(cè)試26-29
• 3.6.1 測(cè)試函數(shù)26-28
• 3.6.2 測(cè)試方法與結(jié)果28-29
• 3.7 本章小結(jié)29-31
• 第四章 有限元分析軟件與高級(jí)語(yǔ)言數(shù)據(jù)通信31-34
• 4.1 有限元分析軟件31-32
• 4.1.1 有限元分析軟件功能特點(diǎn)31
• 4.1.2 有限元分析軟件使用流程31-32
• 4.2 高級(jí)語(yǔ)言32-33
• 4.3 有限元分析軟件與高級(jí)語(yǔ)言數(shù)據(jù)通信33
• 4.4 本章小結(jié)33-34
• 第五章 TEM線圈陣列設(shè)計(jì)、優(yōu)化與仿真34-39
• 5.1 有線圈陣列研究現(xiàn)狀34-36
• 5.1.1 線圈陣列設(shè)計(jì)思路34
• 5.1.2 典型線圈陣列模型34-36
• 5.2 新型TEM線圈陣列模型36-37
• 5.3 TEM線圈陣列模型的優(yōu)化仿真37-38
• 5.4 本章小結(jié)38-39
• 第六章 發(fā)射系統(tǒng)原理39-46
• 6.1 發(fā)射系統(tǒng)基本構(gòu)成39-41
• 6.2 硬件電路實(shí)物圖41-42
• 6.3 軟件驅(qū)動(dòng)流程圖42
• 6.4 發(fā)射系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)結(jié)果42-45
• 6.4.1 實(shí)驗(yàn)測(cè)試磁場(chǎng)強(qiáng)度結(jié)果42-43
• 6.4.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試數(shù)據(jù)與仿真數(shù)據(jù)對(duì)比分析43
• 6.4.3 系統(tǒng)測(cè)試鋼板厚度與高度的實(shí)驗(yàn)結(jié)果43-45
• 6.5 本章小結(jié)45-46
• 第七章 結(jié)論與展望46-48
• 7.1 結(jié)論46
• 7.2 展望46-48
• 參考文獻(xiàn)48-52
• 作者在讀期間科研成果簡(jiǎn)介52-53
• 致謝53

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本文編號(hào)：1029101