系统工程与电子技术 ›› 2021, Vol. 43 ›› Issue (8): 2066-2075.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2021.08.06

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最简多磁偶极子等效建模方法

金煌煌1, 庄志洪2,*, 付梦印1, 郭健1, 王宏波2   

  1. 1. 南京理工大学自动化学院, 江苏 南京 210094
    2. 南京理工大学电子工程与光电技术学院, 江苏 南京 210094
  • 收稿日期:2020-09-30 出版日期:2021-07-23 发布日期:2021-08-05
  • 通讯作者: 庄志洪
  • 作者简介:金煌煌(1986—), 男, 工程师, 博士研究生, 主要研究方向为磁异常探测、数字信号处理|庄志洪(1969—), 男, 研究员, 博士, 主要研究方向为数字信号处理、自适应滤波、导航与飞行控制、磁异常探测|付梦印(1964—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为运动平台组合导航与智能导航|郭健(1974—), 男, 教授, 博士, 主要研究方向为智能导航与控制、运动控制与机器人系统|王宏波(1974—), 男, 讲师, 博士, 主要研究方向为数字信号处理、模式识别
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(61871229);国家自然科学基金(61627806)

Modeling method using simplest multiple magnetic dipoles equivalence

Huanghuang JIN1, Zhihong ZHUANG2,*, Mengyin FU1, Jian GUO1, Hongbo WANG2   

  1. 1. School of Automation, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
    2. School of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China
  • Received:2020-09-30 Online:2021-07-23 Published:2021-08-05
  • Contact: Zhihong ZHUANG

摘要:

针对磁体模拟法等效磁偶极子个数过多、磁矩方向不明确造成等效方程求解困难的问题, 研究了利用多磁偶极子模型等效模拟磁异常目标空间磁场分布时, 在不同空间尺度条件下的多磁偶极子磁矩、空间分布对等效效果的影响即多磁偶极子等效规律。建立了不同空间尺度条件下的多磁偶极子最简等效模型。通过COMSOL Multiphysics仿真软件完成潜艇空间磁场分布的仿真求解, 并将最简等效模型在测平面上的磁场分布与仿真结果对比, 验证了最简等效模型的有效性。

关键词: 磁偶极子, 磁体模拟, 最简等效模型, 多尺度

Abstract:

In view of problems that the magnet simulation method has too many equivalent magnetic dipoles and the direction of the magnetic moment is not clear, the equivalent equation is difficult to solve. To solve such problems, the influence of the magnetic moment and spatial distribution of multiple magnetic dipoles on the equivalent effect with different spatial scales, that is the equivalence law of multiple magnetic dipole equivalence, has been studied by using multiple magnetic dipole to model the magnetic field distribution of the magnetic anomaly. The simplest equivalent model of multiple magnetic dipoles with different spatial scales is established. The simulation solution of the submarine's spatial magnetic field distribution is completed by using COMSOL Multiphysics simulation software, furthermore, the magnetic field distribution of the simplest equivalent model on the survey plane is compared with the simulation results, which verifies the validity of the simplest equivalent model.

Key words: magnetic dipole, magnet simulation, simplest equivalent model, multi-scale

中图分类号: