摘要：[目的]旨在构建一种水下磁传感器校准装置设计方案。该装置由电磁线圈和组合导航设备构成,能够搭载水上机动平台在水面航行,实现水下磁传感器位置和姿态的高精度校准。[方法]根据电磁线圈的姿态方位信息及其在水下磁传感器处产生磁场的测量值,采用非线性最优化算法计算水下磁传感器的位置和姿态,并建立全系统的数学模型进行数值验证实验,将电磁线圈的方位和姿态测量精度、磁传感器的噪声和测量误差以及地磁场干扰的影响纳入考虑。[结果]实验结果表明,磁传感器在水下30 m深度时,装置的定位误差均值不大于0.06 m,姿态误差均值不大于0.20°。磁传感器自身精度是影响校准精度的主要因素。[结论]校准装置能够同时实现水下磁传感器位置和姿态的高精度校准,具有较高应用价值,可广泛用于水下磁性目标探测、资源勘探、医学等领域,尤其适用于姿态发生偏移的水下磁传感器校准。

摘要：为了实现水下磁传感器位置和姿态的高精度校准,解决原有技术未考虑姿态校准和校准算法依赖初始值设置的问题,设计并制作一种基于动态电磁线圈和差分进化算法的水下磁传感器校准装置场地试验样机,并进行数值仿真实验和场地验证实验。数值仿真实验表明,对7 m外的磁传感器进行校准时,定位误差不超过0.03 m,姿态误差不超过0.43°。场地验证实验表明,在地磁噪声干扰环境下对7 m外的磁传感器进行校准时,定位误差0.07 m,姿态误差1.37°。分别采用差分进化算法和Levenberg-Marquardt算法对磁传感器的位置和姿态进行最优化求解,发现在地磁噪声较大时,Levenberg-Marquardt算法容易受到初始值影响出现不收敛的情况,差分进化算法算法校准精度较高,且可避免繁琐的初始值选择过程。研究表明,所制作的水下磁传感器校准装置场地试验样机能够实现高精度的位置和姿态校准,具有较高的应用潜力。

摘要：[目的]为了实现船舶方便和快速的退磁,提出一种通过式消磁站的线圈系统设计方案。[方法]构建相应的仿真模型,包括垂向补偿线圈、横向补偿线圈和垂向工作线圈,并采用MagShip软件进行仿真分析。[结结果]垂向补偿线圈可产生80 A/m的垂向补偿磁场,均匀度约95%;横向补偿线圈可产生40 A/m的横向补偿磁场,均匀度约95%;二者组合可抵消被退磁船舶所受到的地磁场作用。垂向工作线圈可产生超过2 000 A/m的交变工作磁场,为船舶退磁提供工作能量。[结结论]数值仿真结果表明,所提出的消磁线圈设计方案不但能较好地补偿地磁场,而且能产生足够幅值的交变磁场。所得结果对通过式消磁站线圈系统工程设计具有一定的理论指导意义。

摘要：[目的]为实现船舶快速和高质量退磁,提出一种环形线圈退磁设施的新技术方法。[方法]首先,研究环形线圈退磁设施的电磁设计,确定其基本结构,完成理论分析、模拟仿真和电磁计算;然后,分别在南北航向和东西航向构建环形退磁线圈退磁设施的缩比物理模型,依次对两型水面船舶模型和两型水下船舶模型进行退磁试验;最后,对环形工作线圈退磁设施的实船退磁可行性进行分析。[结果]理论分析和船模试验结果表明,环形工作线圈退磁设施在东西航向的退磁效果比在南北航向的退磁更具优势,退磁电流容易调节,退磁效果好,速度非常快,且具有建设费用低的优点,[结论]特别适用于水下船舶退磁工作。

摘要：为了研究通过式消磁的可行性,搭建了通过式消磁站1∶30的线圈系统简易缩比模型,进行了水面舰艇和潜艇船模的通过式消磁实验。初步发现,通过式消磁可以明显减小船模的固定磁性,但消磁后船模还存在一个较大的剩余纵向固定磁性,且方向始终朝向船模运动方向。理论分析和仿真计算发现,该问题是由垂向补偿线圈尾端产生磁场的较大纵向干扰分量引起的。为了解决这个问题,加入了纵向补偿线圈,产生一个纵向磁场抵消上述纵向磁场干扰。实验结果表明:加入纵向补偿线圈后,消磁后的船模剩余纵向固定磁性比加入纵向补偿线圈前要显著减小,在一定程度上改善了船模剩余纵向固定磁性较大的问题,从而改善了消磁效果。该研究结果对通过式消磁站的线圈系统工程设计具有一定的参考意义。

摘要：介绍了一种集成应知／应会培训与智能消磁流程培训的舰船消磁智能仿真培训系统的设计与构成．