潜艇消磁系统绕组计算中的修正问题

潜艇消磁系统绕组的设计计算,虽然有其特点,但目前采用的基本方法仍与水面舰船相同,即以无限长导线磁场计算为基础,然后再根据实际情况加以修正。修正的依据一般来自下面两种试验的结果:1.选择合适的母型艇布置临时绕组;2.磁性船模试验。这两种方法都是比较费事的。因此,寻求一种用计算的方法来确定修正量的途径是有意义的。本文试图在这方面作一些探索。     

分布式消磁系统绕组补偿电流快速调整

随着现代舰船的大型化和舰船消磁技术要求的日益提高,消磁系统向分布式发展,消磁线圈的数目越来越多,绕组补偿电流调整的实时性要求也愈来愈高.针时这一特点,建立了消磁绕组磁场的数学模型,引入二分搜索法来快速调整绕组补偿电流.实验结果表明:该算法能够快速调整消磁绕组补偿电流,且消磁效果好.此外,该算法原理浅显易懂,编程简单明了...     

求解舰船消磁系统S矩阵的一种新方法

利用舰船感应干扰系数矩阵和消磁系统传感器检查绕组电磁常数定义了舰船消磁系统模拟特征矩阵———S矩阵.进一步阐述了用S矩阵模拟产生舰船消磁系统在任意地点和任意姿态下的真实消磁电流的原理方法.在定义消磁系统电流状态矩阵基础上,推导了S矩阵各元素新的数学表达式,从而得到S矩阵一种新的求解和测量方法.     

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。     

舰艇感应磁场补偿多目标优化设计方法研究

针对现有单一目标优化存在的多目标无法兼顾导致非优化目标劣化的问题,提出了基于差异进化算法的多目标优化设计方法。首先,建立了以上方峰值最小、下方峰值最小、下方磁场梯度最小为目标的消磁绕组来调整多目标函数;然后,分别完成了以上、下方峰值同时最小,上、下方峰值及下方磁场均方根值同时最小为控制目标的设计验证。结果表明:该方法能快速得到满足不同战术指标的消磁绕组电流配置,供决策者按照自己的意图从中选择适合实际需要的满意方案。     

一种舰船磁场信息保护方法

针对舰船在经过他国港口和主要航道期间磁场信息易被测获的问题,提出了通过调整消磁绕组控制磁场幅值和磁矩来实现磁场信息保护的方法。首先,分别计算消磁系统最优状态下(最大限度减小磁场幅值)工作和关闭时舰船磁场的幅值和磁矩,以绕组电流为优化对象、以控制磁场幅值到设定水平和减小磁矩相关性为目标,建立数学模型;然后,采用粒子群算法求解绕组电流;最后,通过船模实例验证了该方法的有效性。结果表明:该方法能够有效保护舰船磁场幅值、磁矩和磁场通过曲线特性等磁场信息。     

消磁系统绕组调整计算

本文将求解超定方程组的有关理论用于消磁系统绕组的调整计算,根据消磁绕组调整的要求和特点,分别用直交化方法求最小二乘解和用波利亚算法或上升算法求极小极大解,试算均获成功。同时,为简化实船调整计算步骤,本文建议在首次调整时计算并记录广义逆矩阵,以备后续调整使用。对于减小测量误差的途径和最佳调整状态的估算等问题,也作出了若干探索。文末附有计算实例。     

辅助舰船应急消磁系统研究

讨论了辅助舰船应急消磁系统设计中面临的两个主要的技术难题 ,指出了解决思路 .针对未消磁舰船 ,设计了一套应急消磁系统技术方案     

舰船消磁系统S矩阵测量计算机仿真

用舰船消磁系统数学模型 ,实现了消磁系统的计算机仿真 .可以利用这种仿真方法研究一些难以用实验方法研究的消磁系统问题 ,如S矩阵测量分析等 .对消磁系统S矩阵测量过程和分析方法进行了仿真研究 ,调试了S矩阵专用测量程序 .仿真结果证明了S矩阵的不变特征和所提出的测量分析方法是正确的 ,同时说明了消磁系统仿真研究方法是可行的     

基于有限元法的脉冲负载下高弹联轴器轴向力计算方法

以应用于脉冲柴油机发电机组中的高弹联轴器为研究对象,利用CATIA建立高弹联轴器的三维模型导入到Hyper Mesh中进行有限元网格划分,再将其有限元模型导入ANSYS中进行仿真分析,模拟其橡胶块在脉冲负载作用下的动态性能,对高弹联轴器在柴油机输出扭矩和脉冲负载同时作用时产生的轴向力进行仿真计算。结果表明:高弹联轴器在该工况下产生的轴向力较大,并且橡胶块在受交变应力作用时产生多应力集中点。仿真结果与Rivlin经典理论计算结果有较好的一致性,可为消磁舰船动力装置、消磁电站发电机组等场合下的弹性联轴器的选型设计提供参考。     

舰船磁性处理中的电流幅值与消磁电流分段衰减方法

针对消磁电流工作制式的合理性问题,通过对铁磁材料的磁性能、临界衰减指数和铁磁物质的磁化特点的分析,提出了将磁化曲线膝点处的磁场作为消磁电流磁场的初始幅值,消磁电流采取分段衰减的方法作为新的消磁电流工作制式.实际应用证明,这种通电制式可节省大量能耗和时间.     

舰船消磁系统S矩阵及其测量方法

建立了舰船消磁系统舰磁干扰量模拟法的S矩阵数学模型 ,该模型可以用来模拟产生任意地磁场作用下和舰船任意姿态时消磁系统电流变化关系 .提出了利用不同主航向上舰船消磁系统电流与横摇角、地磁场和感应干扰量的变化关系来测量和分析S矩阵元素的方法 ,为解决舰船消磁系统快速抗干扰和跨纬度区调整问题奠定了理论基础 .     

大功率消磁线圈受力分析与计算

大功率消磁线圈在运行中会受到较强电磁力的作用,客观地分析和计算电磁力的大小及分布情况,是设计和建造大型消磁站的一项基础性的工作.文中从电磁场基本原理出发,应用张量理论分析、计算了大功率消磁线圈的受力情况,对于设计和建造大型消磁站具有参考作用.     

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。     

一种新型阻抗匹配平衡变压器及模型试验

为了解决三相电力系统带单相或两相负载引起的不平衡问题,提出了一种新型阻抗匹配平衡变压器。首先,阐述了该变压器的基本原理,建立了基本方程组,并推导出原副边绕组电流之间关系,得出了平衡条件和两相负载的解耦条件以及对应的短路阻抗关系;然后,用ANSOFT12分别对带对称负载和非对称负载进行了仿真,制作了变压器模型并进行了多工况实验,仿真和实验结果验证了理论的正确性。该变压器绕组和铁心结构简单,A相和C相绕组完全对称,便于设计制造。同时,原边有可以引出接地的中性点,副边有容纳三次谐波电流的闭合回路,两相输出电压有公共点,适用于需要单相或两相电源供电的场合。     

舰船任意姿态下消磁系统电流变化关系

推导出舰船消磁系统电流在任意航向上有纵倾和横摇时的变化关系；利用主磁航向上消磁系统电流与各干扰量以及地磁场的联系，提出了在磁东航向上利用舰船横摇时消磁系统电流变化关系对垂向感应干扰进行分离的方法，为在同一地点实现对舰船消磁系统跨纬度区抗干扰调整提供了可能．     

模糊-专家控制在智能消磁中的应用研究

综合消磁是处理舰船固定磁性的重要手段.长期以来,由于综合消磁工艺的复杂性,使得这项工作在很大程度上依赖人工.实现消磁自动化,就是要将工作人员从繁重的脑体劳动中解放出来,提高工作效率.目前的新型消磁站已经实现了数据采集、统计自动化,不仅基本免除了工作人员的体力劳动,也从一定程度上减轻了消磁技师的脑力劳动.然而由于需要人工参与决策,综合消磁的效果和效率仍然十分依赖于人的因素.所以,实现综合消磁工作的完全自动化,补偿电流值组合的智能化决策是关键问题.本文在分析以前所做工作的基础上,运用模糊控制理论构造模糊-专家控制器,替代人工决策过程以实现自动化消磁.     

大型舰船分区消磁理论研究

针对以往舰船消磁系统采用单一消磁电流回路所带来的诸多弊端,对某型舰首次提出分区消磁的思想.在理论分析计算的基础上,进行了模型试验研究.所得有关数据和结论对于舰船消磁系统设计、建造及调整等都有重要的参考价值.     

旋转消磁的磁化过程和工程实现

针对现行综合消磁法在使用中存在结果磁场稳定性不尽理想的问题,通过对铁磁材料中磁矩在综合消磁过程中角分布的变化过程进行分析,发现铁磁物体中磁矩的分布与外磁场的方向相关.在此基础上,研究了多方向消磁方法,即使铁磁物质的磁矩处于二维空间旋转磁场中,在交变磁场衰减到0之后,磁矩在各方向的分布相对综合消磁更趋均匀,从而可以提高结果磁场的稳定性.同时,讨论了在工程中如何实现交变磁场旋转和衰减的问题,并对结果磁场的稳定性考察方式提出了磁场冲击法.实验证实:旋转消磁较传统消磁能提高结果磁场的稳定性,且在实验室中可以使用磁场冲击方式对磁场稳定性进行评估.     

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。