反磁回路诊断强流脉冲电子束半径的研究

反磁回路(Diamagnetic loop，DML)诊断强流脉冲电子束半径是一种可在线诊断技术，它利用一个环绕电子束并与其同轴的反磁回路通过电磁感应测量该电子束的磁矩，从而在某些易于满足的条件下推得该电子束的均方根半径。这种诊断技术与其它方法(如三梯度法)相配合还可以同时在线诊断强流脉冲电子束的发射度、束包络斜率等参数。本文介绍了反磁回路诊断束半径的原理和应用、反磁回路的设计和标定，以及用密绕螺线管线圈模拟电子束诊断实验和结果。     

托卡马克超导环形场线圈的磁弹性屈曲

基于扰动矢势理论和静态势能原理,应用有限元方法,求解了托卡马克超导环向场线圈的磁弹性屈曲的临界电流,重点考察了线圈面内巨大的磁感应张力和电流矢量的扰动历史对环向场线圈稳定性的影响。     

求解非圆截面等离子体平衡的磁面坐标方法

本文将Greene,Johnson和Weimer的磁面坐标平衡理论运用于处理非圆截面等离子体平衡问题。在等离子体变形不很大的条件下得到了等离子体内部和真空区的流函数及有关磁面函数的三级平衡解和相应的维持场线圈的电流分布。     

耦合运动多级感应线圈炮三维机电耦合模型

对于多级同步感应线圈炮来说,在以前的文献中比较成熟的模型是基于电流丝方法建立起来的机电模型,它的优点计算速度快,缺点无法考虑线圈炮的外围结构和材料特性对其产生的影响,针对这种情况,推导给出了总体采用矢量磁位 、电路中的驱动线圈中电流 作为求解对象的场路耦合瞬态电磁场模型,利用节点力法计算电枢所受的电磁力,根据电枢运动学模型,进一步推导出耦合运动的多级感应线圈炮的机电模型,并进行有限元离散求解。应用上述模型对5级感应线圈炮进行分析,计算结果与实验结果相吻合,验证了该模型的正确性。     

载电流结构磁弹性屈曲的矢量势方法1）

强磁体特别是超导磁体中，线圈的磁弹性屈曲已成了该类磁体设计的中心问题．著名学者Ｋ．Ｍｉｙａ提出的基于矢量势的有限元方法，是解决复杂磁体屈曲问题的有效方法．但其中一个重要的基本关系——由于线圈变形引起的电流密度矢量方向的变化，Ｋ．Ｍｉｙａ并未解决．本文提出了由于变形导致的电流矢量方向变化的普遍表达式，从而完善了计算磁弹性屈曲问题的矢量势方法，使之适用于各类复杂磁体的计算．然后，具体计算了几个托卡马克超导环形场线圈的临界屈曲电流，并和Ｍｉｙａ的实验和数值结果进行了比较．结果是相当令人满意的     

基于阵列MEMS磁传感器的测量与标定方法

针对MEMS磁传感器存在测量噪声大的问题,利用MEMS磁传感器体积小的特点,设计了阵列形式的MEMS磁传感器测量模块,减小了测量噪声对标定结果的影响。通过合理的硬件设计,实现同一时刻采集32个MEMS磁传感器信号。在硬件设计基础上,通过对阵列MEMS磁传感器建模与分析,设计了基于阵列MEMS磁传感器的标定方法。通过仿真及实物系统实验,验证了所提出方法的有效性。系统实验结果表明,采用阵列MEMS磁传感器标定结果的归一化模值标准差较单个磁传感器减小了70%。     

磁驱动单侧飞片实验的数值模拟

磁驱动单侧飞片实验的数值模拟通常可不考虑厚的阴极的运动状态和厚度方向上烧蚀宽度的影响,采用单侧计算模型进行模拟。为了理解磁驱动单侧飞片实验可采用单侧计算模型的原因,为磁驱动单侧飞片实验的单侧计算建模提供理论依据,建立了磁驱动单侧飞片实验的双侧计算模型,并对PTS-061、PTS-064磁驱动单侧飞片实验进行了模拟分析。在PTS-061、PTS-064实验中,飞片的电流加载面的位移随着时间的增加持续增大;厚的阴极的电流加载面的位移不随时间的增加持续增大,在磁驱动实验中后期基本保持不变。PTS-061实验结束时,飞片的电流加载面的位移为4.9 mm,阴极电流加载面的位移仅为1.7 mm。PTS-064实验结束时,飞片的电流加载面的位移为4.1 mm,阴极电流加载面的位移仅为0.9 mm。磁驱动单侧飞片实验能采用单侧计算模型模拟的原因,不是阴极板面保持位置不动,而是阴极电流加载面的位移不随时间持续增加;在磁驱动实验后期,飞片电流加载面位移对边界磁场的影响远大于阴极电流加载面的位移对边界磁场的影响。     

平面圆形线圈的磁弹性屈曲

本文以 Tokamak 装置中的角向场线圈为背景,导出了平面圆形线圈在周向和横向磁场作用下的磁弹性屈曲条件。发展了 F.C.Moon 的结果。     

磁驱动等熵压缩和高速飞片的实验技术（续2）

4磁压加载等熵压缩实验的数据处理方法 4．1磁驱动实验测量技术 磁驱动实验与通常冲击动力学实验的差别首先在于加载手段的不同，不是纯力学方式（即通过驱动器与样品的直接接触施加作用力）加载，而是利用经过样品的电流与其自身产生磁场相互作用的电磁力无接触地加载，其优点是磁压力的高低只与导体样品表面电流密度有关。在不考虑磁扩散的前提下，把流经导体样品表面的电流密度及其分布测量准确，就能准确的给定磁压力。对于简单的电极构形，通常用罗柯夫斯基线圈测量流过的脉冲电流。     

高精度磁信标中心位置与姿态角标定方法

针对磁信标导航中磁信标实际产生磁场中心与姿态角难标定的问题,提出一种基于低频时变磁场特征矢量的高精度磁信标标定方法。首先根据磁信标在三维空间中的磁场模型,利用多个位置与姿态已知的磁强计对待标定磁信标进行测量,解算实际磁场中心位置。再根据磁场中心位置与磁强计测量到的磁场方向矢量解算实际磁场的坐标轴姿态角,实现对磁信标的高精度标定。仿真条件下,磁信标中心位置标定精度可达0.009 m,姿态角精度可达0.13°;在实际实验中,目标位置与姿态角解算精度相比传统方法分别提高了28.6%与62.8%,充分验证所提方法具有更高的可靠性与有效性。利用该方法标定后的磁信标为磁信标导航系统提供了更可靠、精确、适应性更强的时变磁场信号源。     

载流线圈非均匀感应磁场中圆板的磁弹性固有振动

针对处于载流圆线圈平面内非均匀感应磁场中的导电圆板,基于Kirchhoff薄板理论,给出了磁场中圆板的磁弹性横向振动基本方程。根据电磁理论,推得载流线圈感应非均匀磁场强度的椭圆积分表达式,并导出了圆板所受电磁力计算式。通过位移函数的设定并应用伽辽金法,得到了圆板的磁弹性轴对称振动微分方程及固有频率的表达式。通过算例,绘制了周边夹支和简支两种边界条件下圆板的磁弹性固有振动特性曲线图,分析了两种边界条件下固有频率、阻尼比、电磁力矩随线圈载流强度、圆板半径、板厚等参数的变化规律。结果表明,线圈的载流强度对圆板的振动和电磁特性有显著影响,即电流增大,磁感应强度及阻尼比随之显著增大,圆板固有频率随之显著减小。     

纵向不均匀磁场中等离子体的平衡

讨论了由于纵向磁场不均匀引起的磁约束等离子体的变形，在表面电流分布与体电流分布情形下分别求得磁面变形与各参数之间的关系，给出了等离子体平衡对于不均匀磁场参数相应的限制。     

基于递推最小二乘的水下声学应答器在线标定方法

针对水下应答器在线标定问题,提出了一种基于递推最小二乘的应答器标定方法,其在解算间隙不断插入历史数据进行循环解算并引入遗忘因子加快算法收敛。为了提高算法稳定性,在标定最后用改进消元法对结果进行比对,以避免递推最小二乘法结果陷入局部收敛。改进消元法在传统方法基础上加进了声速修正方法以提高定位精度。对影响标定精度的误差因素进行了分析,对标定时不同的航行路径带来的定位效果进行了比较得出最优路径。仿真结果表明,递推最小二乘法不但能够在线估计,而且具有与实时性和高精度特点,具有很好的效果,相比于传统消元法有显著提高。最后在千岛湖实验中,采用所提出的方法对应答器进行了标定,标定精度优于10 cm,保证了水下应答器高精度标定的实施。     

2MeV注入器磁场设计与计算

用数值计算方法对２ＭｅＶ注入器上的外加螺线管线圈进行了设计和计算，最后提出在阳极杆部分另加外一反向线圈，得到了较佳结果，同时也给出了整个区域的磁场分布和在磁场作用下的电子束传输的束包络轨迹及束流参数等。     

载电流结构磁弹性屈曲的矢量势方法1）

强磁体特别是超导磁体中，线圈的磁弹性屈曲已成了该类磁体设计的中心问题。著名学者Ｋ．Ｍｉｙａ提出的基于矢量势的有限元方法，是解决复杂磁体屈曲问题的有效方法，但其中一个重要的基本关系－由于线圈变形引起的电流密度矢量方向的变化。Ｋ．Ｍｉｙａ并未解决。本文提出了由于变形导致的电流矢量方向变化的普遍表达式，从而完善了计算磁弹性屈曲问题的矢量势方法，使之适用于种类复杂磁体的计算。然后，具体计算了几个托卡马克超     

一种新型自适应模型预测组合滤波在在线标定中的应用

为了提高捷联惯性导航系统在线标定的精度和实时性,根据模型预测滤波算法和Sage_Husa自适应卡尔曼滤波算法的优点,提出了一种新的自适应模型预测组合滤波算法。该算法首先利用模型预测滤波算法估计出系统模型误差,并对系统状态方程实时修正,以减小系统模型误差对导航精度的影响;然后利用简化的自适应滤波算法对量测噪声在线调整,修正噪声统计特性,以提高滤波精度。将提出的算法进行在线标定仿真实验,并与传统的卡尔曼滤波在线标定算法进行比较,结果表明,提出的自适应模型预测组合滤波算法能有效完成在线标定,且标定精度和收敛速度均优于传统方法。     

短路电流石英传感器及其动态标定

本文讨论了用于测量应力-时间历史的短路电流石英传感器的原理,设计及标定问题。我们的标定结果指出:全电极型传感器在25kbar以内,电流系数等于2.0410-8Ccm-2kbar-1.保护环型传感器在8-25kbar应力范围,电流系数是2.1510-3Ccm-2kbar-1。     

用于等离子体断路开关中的磁探针诊断技术

介绍了用于等离子体断路开关实验中的磁探针诊断的基本原理以及磁探针的制作、标定、测量方法和最终的测试结果。对磁探针积分器参数选择及测试中需注意的几个问题进行了讨论和分析。实验结果表明，磁探针诊断在等离子体断路实验中是一种简单而且有效的诊断手段。     

车载SINS/DR组合导航系统的在线标定方法

惯导系统中陀螺漂移和加速度计零位存在逐次启动不重复性误差,需在一定时期内频繁拆卸进行标定,增加了较大的工作量。从工程实用和维护的角度出发,提出了一种针对于车载组合导航系统的在线标定方法。该方法用卡尔曼滤波作为估计工具,利用里程计获得辅助信息,将惯导系统与里程计的位置和速度的差值作为量测值,通过设计接近于一般跑车实验过程的路径对待标定的误差项进行有效激励。仿真卡尔曼滤波结果表明,在一定的时间内各误差项根据车行轨迹进行逐步收敛,实现了在一般跑车实验中不拆卸惯性器件而达到标定的目的,且在精度上较 SINS 有了明显的提高。这种在线标定的处理方法给实际使用和维护带来了很大的便利,具有一定的工程实用性。     

重力梯度仪旋转加速度计标度因数匹配方法

旋转加速度计重力梯度仪为实现微弱梯度信号的测量,要求四个加速度计之间标度因数实时匹配。针对这一要求,在电磁加速度计工作原理的基础上,提出了标度因数外部粗调和在线调整的方法,设计了调整线圈并计算了不同位置相应的结果。仿真分析和实验结果表明,利用调整线圈可以实现加速度计之间的标度因数匹配。通过加速度计内部力平衡回路和外部反馈回路可以实现加速度计之间的标度因数在线实时匹配。