利用最小二乘支持向量机求解潜艇内外磁场映射模型

为提高潜艇磁隐身能力,应对潜艇固定磁场进行实时监测,提出利用最小二乘支持向量机的潜艇内外磁场映射方法。结合内外映射法和最小二乘支持向量机原理,通过交叉验证优化模型参数,建立由内到外的潜艇磁场映射模型。以潜艇外部垂向固定磁场变化量为分析对象,仿真和实验结果均与标准值吻合良好。与径向基神经网络算法相比,该方法的泛化能力和推算精度有明显提高,且更符合工程实际,对闭环消磁技术的研究具有指导意义。     

一种潜艇内外磁场换算算法的实验验证

将磁矩作为潜艇磁场的虚拟源,通过磁场变化量推导了潜艇内外磁场变化量的关系式,解决了制约闭环消磁技术发展的核心问题。并以封闭的铁质空心圆筒模拟潜艇,测量模型内外磁场变化量,对内外换算关系式进行了实验验证,实验结果表明,用该关系式由内部磁场换算外部磁场,误差可以控制在10%以内。     

潜艇航向对直升机磁异探潜的影响

针对潜艇航向对直升机磁异探潜的影响,文中通过仿真进行了分析.首先利用潜艇磁场的磁感应强度模型以及直升机的磁异探测模型建立了潜艇磁场的磁异常模型,然后依据磁异探测能力指标曲线通过仿真对潜艇处于不同航向时磁探仪的磁异探测能力进行了评估.结果表明,未消磁的情况下,磁探仪探测宽度在南北航向分别取得极大值和极小值;良好消磁的情况下,磁探仪探测宽度在南北航向取得极大值,在东西航向取得极小值.     

基于神经网络的绕组电流闭环控制方法

在解决闭环消磁绕组电流优化计算问题时,会面临将外部磁场推算误差带入电流反演计算或完备的基函数难以确定等问题。为了降低这些因素对舰船最终补偿效果的影响,从智能优化的角度出发,在讨论散布常数对模型预测误差的影响后,确定了适宜的散布常数,建立了内部磁场与补偿电流之间的径向基函数神经网络预报模型。该方法通过样本对网络进行训练,无须推算内外磁场,就能直接得到使绕组磁场与目标磁场拟合误差最小的补偿电流向量。对比其他数值建模方法,其换算精度有所提高,且选择不同的同维向量作为基函数对补偿结果影响较小。船模实验验证了该方法的有效性。     

任意航向上的舰船磁场换算

本文提出了用两个主航向上舰船磁场测量数据来换算任意航向上任意深度下的舰船磁场的设想。针对静态磁场,提出了一种新的磁场换算方法即磁荷模型换算法。由于该法的模型更接近于物理模型,故该法建立模型容易,换算所需的测量数据少,换算精度高。对安装消磁系统的舰船其任意航向上的磁场换算,作者采用消磁系统绕组磁场和舰船本身磁场分别计算然后合成的处理方法。实验证明,本文提出的舰船任意航向上的磁场换算方法是可行的,换算精度能够满足工程实用要求。     

双壳体潜艇磁场变化的实验研究与特性分析

双壳体潜艇的磁化特征与单壳体潜艇有较大区别,为了将其磁化特性分析清楚,建立了双层圆柱形铁壳桶的简易潜艇模型,并将其放置于地球磁场环境中,利用通电线圈产生的强大磁场对潜艇模型进行局部磁化;然后,以潜艇垂向磁场变化量作为分析对象,并结合舰船磁场规律、磁滞特性、退磁场等理论,对双壳体潜艇的磁场变化规律进行了定性分析。研究结果表明:双壳体潜艇的外壳磁化规律近似于单壳体潜艇,而由于外壳屏蔽地球磁场,内壳几乎只受到线圈磁化影响。该结论可以为舰船消磁作业等提供理论依据。     

载体感应磁场的改进积分方程法

针对几何结构复杂的载体感应磁场计算问题,提出采用面单元和体单元分别对铁磁物体薄壳体结构、非薄壳体结构剖分,并实现了感应磁场的积分方程法计算。球-球体模型解析算例表明,所提方法数值精度可靠,其平均相对误差不超过0.27%;船舶模型仿真算例表明,该方法在单元量规模较小时计算精度较好,体现了方法在载体感应磁场建模方面的优势。将该方法分别应用于潜艇主舱段-设备模型和潜艇主舱段模型磁场计算时,数值结果与实验结果平均相对误差均小于2%,数值和实验结果比较表明,铁磁设备对模型磁场影响显著。仿真和实验算例均表明所提方法可有效应用于载体的感应磁场计算,具有一定的工程实用价值。     

舰船动态消磁方法初步研究

传统消磁方法存在舰船系留时间长、机动性和隐蔽性差等弊端,舰船动态消磁法是解决这些弊端的有效手段。其基本思想是:使舰船慢速通过由平铺在海底的组合式消磁线圈所产生的磁场空间,从而达到在运动中消磁的目的。模型实验证明,动态消磁法能够在很短的时间内使舰船磁场得到明显的改善。     

基于奇异值分解的潜艇磁场推算

针对潜艇磁性防护,基于磁偶极子阵列模型,建立了潜艇磁性目标高精度磁场计算模型。提出了利用奇异值分解的方法对模型进行求解,利用该求解算法进行了模型计算与实测数据比对,结果表明,该计算方法能够有效适用于计算高精度潜艇磁场。基于奇异分解的方法计算了潜艇高空磁场,计算结果可供潜艇防护磁性探测参考。     

基于逐步回归法的潜艇高空磁场仿真

应用目前磁场换算中较多使用的磁荷模拟法对潜艇高空磁场进行了仿真,为了尽量减少磁荷的位置及大小受人为经验的影响,且提高换算精度,采用逐步回归法对各模拟磁荷的磁矩进行筛选,最后对潜艇高空磁场进行了计算机仿真.仿真结果表明,该方法精度比较高,而且模型的稳定性好,对实际防空中磁探具有重要的意义.     

运动潜艇的感应电场分布

采用相对论电磁变换法计算了单个磁偶极子匀速运动时产生的感应电场三分量。利用沿圆柱表面排列的磁偶极子阵列近似模拟潜艇的磁场分布,通过对磁偶极子阵列运动感应电场三分量的积分运算,得到了潜艇运动感应电场的分布规律,解决了由高斯定理计算感应电场因电场方向不同难以进行积分运算的难题。利用海水中布放的传感器,实际测量了运动潜艇模型的感应电场,测量结果验证了所提出的感应电场计算方法的正确性。     

磁性目标的高精度建模方法

以混合阵列模型为例 ,研究了磁性目标的高精度磁场建模方法 ,并设计测试实验 ,对用该方法建立的磁场模型的稳定可靠性进行了测试 .测试结果表明 ,用该方法建立的磁场模型不仅精度高而且稳定可靠     

基于下方近场平面磁场的潜艇高空磁场计算方法

潜艇高空磁场一般由包络面磁场计算得到,但实际中包络面磁场较难测量,而下方近场平面磁场则容易获得.在下方近场平面磁场的基础上,利用边界积分法计算得到下方远场磁场,再根据潜艇远场磁场分布的全空间一致性,计算出远场等效磁矩,得到高空远场磁场.实验分析表明了潜艇远场磁场分布的全空间一致性,由下方近场平面磁场可以较准确地得到潜艇...     

泵喷推进型潜艇电场防护效果与阴极保护性能分析

为探究泵喷推进型潜艇在电场防护和外加电流阴极保护这两种典型工作形态下的防护效果,采用边界元法建立了此型潜艇的腐蚀相关静电场模型,仿真分析了导流罩和导叶对电场防护与阴极保护效能的影响。结果表明:相较于传统推进方式,泵喷推进型潜艇在海水中电场峰峰值降低了约38%,且其仅需约50%的电流值便能达到更优的电场防护效果。此外,不论阴极保护过程中整艇涂层是否完好,泵喷推进装置处的电场峰值均有一定程度的降低,这表明泵喷推进装置具有更好的电场隐身性能;然而在对泵喷推进型潜艇外加电流阴极保护的过程中,只能在船身和大轴处达到较好的保护效果,其导流罩内部的叶轮和导叶难以达到保护电位,处于欠保护状态,局部腐蚀防护仍需加强。     

基于混合优化算法的单分量磁性定位方法

为解决现有磁定位方法的定位精度较大程度上依赖于定位参数初始值估计精度的问题,提出了基于混合优化算法的单分量磁定位方法.首先利用舰船垂向磁场的衰减特性构造了相关系数函数,该函数与测量面上磁场的拟合误差函数共同组成了一种新的多目标规划函数,然后将微分进化算法与方向加速法相结合形成了混合优化算法,再利用该算法通过多目标规划函数确定最优的定位参数解.实验证明,对于未安装定位系统的半合作舰船,该定位方法利用磁传感器所测目标的垂向磁场,能较准确地确定舰船相对于磁传感器的位置,定位结果稳定可靠,定位精度较高.     

同轴均匀消磁线圈对坦克磁场影响效应的数值模拟

通过数值处理和计算机模拟，得出一种排布方式的消磁线圈对坦克磁场的影响效应分布，即当消磁线圈为均匀密排情形时，线圈内部为匀强磁场，方向沿通电线圈的轴向，且与环形电流呈右手螺旋关系；线圈外部为磁偶极子场，该场会随着与线圈中心距离的增大而迅速减小。数值模拟的结果可为封闭型军事装备表层安装消磁线圈提供参考；通过分析消磁线圈附加磁场的特点为装备磁防护理论提供一些支持。     

可控电磁引信的设计及其与坦克磁场相互作用的数值分析

以磁引信炸雷探测并攻击坦克等铁磁目标为应用背景,在对坦克磁场特征进行分析的基础上,设计了一种针对目标磁信号强弱可以灵活调控灵敏度的磁引信,分析该引信的可控载流线圈与坦克磁场的相互作用,计算出引信线圈在坦克磁场中所受到的偏转力矩,并对该力矩在三维空间中的分布情况进行了模拟,根据数值计算结果提出了提高探测灵敏度的基本方案,为后续试验研制该类新型磁引信及“磁隐身”坦克提供参考。