申请/专利权人：北京工业大学

申请日：2023-05-18

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN117807819A

主分类号：G06F30/23

分类号：G06F30/23;G16C60/00;G06N3/126;G06F113/26;G06F111/10;G06F111/06

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.04.19#实质审查的生效;2024.04.02#公开

摘要：本发明公开了一种基于磁滞回线的磁声发射传感器优化设计方法，该方法适用于磁声发射传感器的优化设计，属于无损检测领域。首先建立二维磁声发射传感器励磁有限元模型，在模型中定义三种磁滞特征不同的待测材料。利用矫顽力、最大微分磁导率与剩余磁感应强度三种磁滞回线特征参量，定义磁声发射传感器性能评价指标。确定优化因素并制定正交试验方案，依据正交试验方案逐一求解有限元模型，计算传感器性能评价指标值。在多种传感器性能评价指标的基础上，利用模糊理论建立传感器性能综合评价指标，以该指标为目标函数，利用遗传算法求解出待优化因素的最佳组合。

主权项：1.一种基于磁滞回线的磁声发射传感器优化设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1在COMSOL软件中建立磁声发射传感器励磁有限元仿真模型，设定磁声发射传感器励磁有限元模型的初始参数；该有限元模型为二维模型，模型组件包括励磁线圈、U型磁芯、待测试件与空气；2在建立的磁声发射传感器励磁有限元模型中，改变磁声发射传感器励磁有限元仿真模型中待测试件的J-A磁滞模型材料参数，定义三种磁滞特性不同的待测试件材料；改变的J-A磁滞模型材料参数为磁畴密度a、钉扎损耗k、畴间耦合系数α、饱和磁化强度Ms与可逆磁化系数c五种参数，除这五种材料参数，这三种材料的其他材料参数皆相同；3在定义步骤2中待测试件材料的同时，确定拟提取的磁滞回线特征参量；磁滞回线特征参量的数据提取点位为位于试件二维几何图形中心线上的待测试件内部等间距分布的11个点；4基于拟提取的磁滞回线特征参量，依据统计学中描述数据离散程度的“变异系数”，建立磁声发射传感器性能评价指标；5以磁声发射传感器性能评价指标为目标函数，开展正交试验；首先确定优化的因素与水平，制定正交试验方案，然后在三种试件材料条件下，依据正交方案逐一求解有限元仿真模型；提取6个周期切向磁场强度Hx与切向磁感应强度Bx两种磁场数据，对同一个点位提取的6个周期的两种磁场数据作平均，绘制磁滞回线；基于磁滞回线提取磁滞特征参量，逐一计算各组正交试验对应的传感器性能评价指标值；6基于正交试验中传感器性能评价指标值，利用模糊理论建立传感器性能综合评价指标；选用偏大型岭型分布、偏大型正态分布与偏大型梯形分布三种模糊分布作为三种评价指标的隶属度函数，将三种评价指标的平均隶属度函数值作为权重系数，建立磁声发射传感器性能综合评价指标fx，其表达式为 其中，为第l组正交试验的评价指标Xmm＝1,2,3的值；与为传感器性能评价指标的隶属度函数；ωmm＝1,2,3为权重系数；7借助COMSOL软件中的“COMSOLMultiphysicswithMATLAB”工具实现COMSOL软件与MATLAB软件的动态链接，在MATLAB中调用有限元模型，设置优化因素的搜索范围、最大迭代次数与遗传算法中的关键参数，以磁声发射传感器性能综合评价指标fx为目标函数，利用遗传算法求解，使目标函数最大化的待优化因素最佳组合。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 北京工业大学 一种基于磁滞回线的磁声发射传感器优化设计方法

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