一种基于改进型均衡优化算法的相控超声聚焦优化方法技术

本发明专利技术属于超声波技术领域，尤其为一种基于改进型均衡优化算法的相控超声聚焦优化方法，算法包括：混合粒子初始化；建立延时与幅值参数库；划分目标区域；建立目标函数；设置扰动系数与生成概率；迭代式评估参数适应度并择优选择；具体流程为：基于环境信息建立多物理场仿真模型；设置仿真数据，对超声进行初步幅值和波形仿真，建立幅值参数库和延时参数库；运行改进型均衡优化算法通过混合粒子初始化智能选择幅值参数库和延时参数库中的参数，迭代仿真并择优输出；根据输出的延时和幅值参数运行仿真得到最终波形。本发明专利技术的方法可以协同超声延时参数的优化与幅值参数的分配，通过可视化超声声束仿真，提升相控超声在复杂环境下的聚焦能力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及超声波，具体为一种基于改进型均衡优化算法的相控超声聚焦优化方法。

技术介绍

1、随着相控超声技术的发展，通过群体智能算法进行焦域调整与优化的方法日益兴起，相较于传统聚焦算法，改进型均衡优化算法可显著提高超声在复杂环境下的聚焦准确率，并改善由于延时失准和幅值失调导致的副瓣冗余的问题，展现出了良好的应用前景。

2、在相控超声聚焦时，超声波的准确性与副瓣抑制比主要依赖超声阵元驱动信号的延时组合与幅值分配，但该延时和幅值参数需要经过迭代优化并精确计算焦域主瓣与副瓣的能量进行择优筛选，否则可能导致焦域偏移或副瓣淹没主瓣的现象。目前，大多数相控超声聚焦算法缺乏个性化聚焦，在面对复杂环境时，难以根据不同介质的声速准确的调整阵元驱动延时，无法针对性的对声场环境合理分配阵元激励幅值。因此，我们提出了一种基于改进型均衡优化算法和comsol multiphysics有限元声场仿真的相控超声聚焦优化方法来解决上述问题。

技术实现思路

1、（一）解决的技术问题

2、针对现有相控超声聚焦在复杂环境本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于改进型均衡优化算法的相控超声聚焦优化方法，其特征在于：具体包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于改进型均衡优化算法的相控超声聚焦优化方法，其特征在于：所述S2具体为，对相控阵中的阵元进行波形仿真，得到波形上边缘与下边缘到达目标区域的时间，求差得到时间区间建立延时参数库；对完整相控阵进行幅值仿真，得到能够使相控超声满足工程需求的幅值参数区间，建立幅值参数库。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进型均衡优化算法的相控超声聚焦优化方法，其特征在于：所述S3的混合粒子初始化模块，具体为，配置随机初始化，使随机粒子处于区间上下界之间，配置柯西初始化，设置柯西尺...

【技术特征摘要】

1.一种基于改进型均衡优化算法的相控超声聚焦优化方法，其特征在于：具体包括：

2.根据权利要求1所述的一种基于改进型均衡优化算法的相控超声聚焦优化方法，其特征在于：所述s2具体为，对相控阵中的阵元进行波形仿真，得到波形上边缘与下边缘到达目标区域的时间，求差得到时间区间建立延时参数库；对完整相控阵进行幅值仿真，得到能够使相控超声满足工程需求的幅值参数区间，建立幅值参数库。

3.根据权利要求1所述的一种基于改进型均衡优化算法的相控超声聚焦优化方法，其特征在于：所述s3的混合粒子初始化模块，具体为，配置随机初始化，使随机粒子处于区间上下界之间，配置柯西初始化，设置柯西尺寸参数为区间差值的六分之一，利用其长尾特性提升初始粒子参数的多样性，混合使用随机初始化与柯西初始化，在幅值参数库与延时参数库中进行粒子初始化。

4.根据权利要求1所述的一种基于改进型均衡优化算法的相...

【专利技术属性】
技术研发人员：李兴广，李洋，蔡禹健，闫超楠，孟庆东，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：发明
国别省市：