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申请/专利权人：吉林大学

摘要：本发明涉及一种基于NSGA‑II算法的感应式磁力仪线圈参数多目标优化方法，包括以下步骤：A、将感应式磁力仪的铜线直径、磁芯长度、磁通聚集器直径及线圈匝数作为决策变量，并确定其约束条件；B、建立以重量最小、1Hz下噪声最小为优化目标的多目标优化模型；C、定义进化种群中的个体支配关系；D、采用多目标优化算法NSGA‑II求解该多目标优化性模型，实现优化。本发明基于NSGA‑II算法的感应式磁力仪线圈参数多目标优化方法，可以合理计算出感应式磁力仪的线圈参数，可使得探头重量和噪声水平同时达到最优。

主权项：1.一种基于NSGA-II算法的感应式磁力仪线圈参数多目标优化方法，其特征在于，包括以下步骤：A、将感应式磁力仪的铜线直径、磁芯长度、磁通聚集器直径及线圈匝数作为决策变量，并确定其约束条件；B、建立以重量最小、1Hz下噪声最小为优化目标的多目标优化模型；C、定义进化种群中的个体支配关系；D、采用多目标优化算法NSGA-II求解该多目标优化模型，实现优化；步骤B，所述多目标优化模型以最小化第一目标和第二目标函数为特征，建立的多目标优化模型为：minf1＝GdCu,l,D,Nminf2＝NEMI1HzdCu,l,D,N1约束条件为： 式1中f1为感应式磁力仪的重量计算公式，f2为1Hz下感应式磁力仪的等效噪声水平计算公式，dCu,l,D,N为决策变量，分别表示铜线直径、磁芯长度、磁通聚集器直径、线圈匝数；所述f1如式3所示： 式中，ρw为铜线的密度，ρp为坡莫合金的密度，dw＝dCu+2ti,ti为铜线绝缘层的厚度，d0为磁通聚集器厚度，t为空心磁芯厚度即内外径之差，d为空心磁芯的外径；所述f2如式4所示： 其中，en为前置放大电路短路电压噪声，in为前置放大电路电流噪声，R为感应式磁力仪感应线圈的电阻，L为感应线圈电感，ω＝2πf，其中，f取1Hz，eR为感应线圈热噪声，μa为磁芯的有效磁导率；R的计算公式如式5： L的计算公式如式6： eR的计算公式为式7、式8和式9： T＝1.37×10-23JK8k＝2499；μa的计算公式为式10、11和12： 步骤D，具体步骤如下：D1、初始化铜线直径、磁芯长度、磁通聚集器直径及线圈匝数变量信息，并设置进化代数Gen＝1；D2、判断是否生成了第一代子种群，若已生成则令进化代数Gen＝2；否则，对初始种群进行非支配排序和选择、高斯交叉、变异从而生成第一代子种群并使进化代数Gen＝2；D3、将父代种群与子代种群合并为新种群；D4、判断是否已生成新的父代种群，若没有则计算新种群中个体的目标函数，并执行快速非支配排序、计算拥挤度、精英策略操作生成新的父代种群；否则，进入下一步；D5、对生成的父代种群执行选择、交叉及变异操作生成子代种群；D6、判断Gen是否等于最大的进化代数，若没有则进化代数Gen＝Gen+1并返回步骤D3；否则，输出优化结果，算法运行结束。

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