基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法技术

技术编号:45535087 阅读:19 留言:0更新日期:2025-06-13 17:35
基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,将线圈理想化建模,利用毕奥—萨伐尔定律和磁场叠加性推导线圈产生的磁场表达式,首次直接使用多目标灰狼算法优化线圈参数,并根据磁场表达式的泰勒展开式系数和线圈结构约束条件构造优化目标函数。相比于传统的方程求解或使用单目标形式的优化算法为每个优化目标人工设置权重参数,不需要面对高阶方程无解的情况或反复试验确定每个优化目标设置合适的参数,减少了计算难度和繁琐的运算量。同时,本发明专利技术还改进了原始多目标灰狼算法的初始化机制和收敛因子,提高了最终解的质量,并最终使用柔型印刷电路技术制作了成品三轴高均匀磁场线圈。本发明专利技术为首次使用该算法设计三轴均匀磁场线圈。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,属于根据电流产生磁场效应设计传感器并使用智能优化算法优化传感器参数领域。


技术介绍

1、常见的均匀磁场线圈设计方法包括离散导线法(利用电流和磁场的正向关系)和目标场法(利用电流和磁场逆向关系),有限元法。这些方法都理想化地对整体线圈进行建模,如离散导线法将线圈视为离散的无厚度的导线,目标场法设计均匀磁场线圈时会视线圈表面为理想的导体。此外,离散导线法和目标场法都会根据毕奥-萨伐尔定律推导线圈产生的磁场。

2、灰狼算法模仿了自然界灰狼的领导等级和狩猎机制。采用alpha、beta、delta和omega四种类型的灰狼分别代表实际算法运算中参数解集合中的最优解、次优解、和其他解。此外,还对自然界灰狼狩猎、寻找猎物、包围猎物并攻击猎物三个主要步骤进行了数学建模,且相比于传统设计均匀磁场线圈所用的粒子群算法、差分进化算法等算法,灰狼算法拥有更佳的性能,已被证明在求解精度和收敛速度上均优于粒子群算法。对于多目标灰狼算法,由于难以找到一个解在所有优化目标上都是最优的,alpha、beta、d本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,其特征在于,步骤10中包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,其特征在于,步骤1中包括以下表达式:

4.根据权利要求1所述的基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,其特征在于,步骤3中的线圈结构包括轴向线圈和径向线圈,所述轴向线圈是通过采用组合多对同轴同大小且互相平行的圆形线圈组成的z轴均匀磁场线圈,所述径向线圈是通过嵌套多对同轴的...

【技术特征摘要】

1.基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,其特征在于,步骤10中包括以下步骤:

3.根据权利要求1所述的基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,其特征在于,步骤1中包括以下表达式:

4.根据权利要求1所述的基于改进多目标灰狼算法的三轴高均匀磁场线圈设计方法,其特征在于,步骤3中的线圈结构包括轴向线圈和径向线圈,所述轴向线圈是通过采用组合多对同轴同大小且互相平行的圆形线圈组成的z轴均匀磁场线圈,所述径向...

【专利技术属性】
技术研发人员:杜鹏程程鹏飞李进
申请(专利权)人:北京航空航天大学
类型:发明
国别省市:

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