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申请/专利权人：上海电力大学

摘要：本发明涉及一种基于改进信赖域投影算法的三维不规则缺陷轮廓重构方法，首先，从待测铁磁性材料中选取检测区域，使用布谷鸟搜索算法计算出检测区域的磁荷密度，进而利用磁荷密度分布，构建三维不规则形状缺陷的单元磁偶极带叠加模型；然后，利用单元磁偶极带叠加模型得到估计信号和真实信号的比较，选择了合适的采样区域；最后，针对三维不规则缺陷重构问题的不适定性，提出了一种改进的信赖域投影Levenberg‑Marquart算法，实现了不规则缺陷轮廓的重构。与现有技术相比，本发明不需要大量的漏磁检测数据，并且减少了启发式优化算法中迭代次数过多的问题，且重构结果具有较高的精度。

主权项：1.基于改进信赖域投影算法的三维不规则缺陷轮廓重构方法，其特征在于，包括下列步骤：1获取待测铁磁性材料试件，采用布谷鸟搜索算法计算出检测区域的磁荷密度，进而获取磁荷密度分布；2基于漏磁检测的磁偶极子原理，利用磁荷密度分布构建单元磁偶极带叠加模型，作为漏磁检测的正演模型，获取三维不规则缺陷的漏磁检测估计信号，进而获取漏磁场估计值；3将缺陷的估计信号与真实信号进行对比，获取缺陷重构的采样区域；4采用单元磁偶极带叠加模型作为缺陷漏磁检测的正演模型，结合改进的信赖域投影算法，对三维不规则缺陷进行缺陷轮廓重构；5输出接近真实缺陷的三维缺陷轮廓；步骤1的具体内容包括：利用一个已知三维缺陷及其漏磁检测信号，确定对待测铁磁性材料试件的检测区域的深度矩阵和信号矩阵，利用深度矩阵将待求解的目标区域进行定义，再将其剖分成N个矩形槽单元磁偶极带，将N个单元磁偶极带在采样点处的信号进行叠加以得到目标区域的漏磁检测信号；对待测铁磁性材料试件进行饱和磁化，利用叠加模型，获取采样平面上任意点处的磁通密度；利用三维缺陷的真实信号，利用采样平面上任意点处的磁通密度获取磁荷分布；步骤2的具体步骤包括：201确定缺陷漏磁检测的采样点位置和提离值高度，以此确定采样点漏磁检测信号的单元磁偶极带模型，正演模型为： 式中，Bzci为采样平面上任意点ci处的磁通密度；N为单元磁偶极带的总数量；Vj为第j个单元磁偶极带的体积；zi,zj分别为采样点ci和磁偶极带sj的径向坐标；|ci-sj|为sj到ci处的距离；δj为第j个磁偶极带的磁荷密度分布；μ0为空气磁导率；202首先假设所有磁偶极带的磁荷密度为同一常数，选择采样点直接求出此常数，将此常数作为磁荷密度迭代求解的初始值；设置布谷鸟搜索算法的相关参数，预先设定相关性系数阈值；203将初始磁荷矩阵代入单元磁偶极带叠加模型，求得漏磁估计信号，并计算与真实信号的相关性系数，以相关性系数作为迭代目标；204若计算得到的相关性系数大于预设的阈值，则利用布谷鸟搜索算法更新当前解，重新利用单元磁偶极带叠加模型计算漏磁场估计信号与漏磁场真实信号的相关性系数；205若计算得到的漏磁场估计值与漏磁场真实值相关性系数小于或等于预设的阈值，则以当前结果作为该试件的磁荷密度矩阵，构建出单元磁偶极带叠加模型作为正演模型；步骤4的具体步骤包括：401初始化三维缺陷的估计轮廓，利用正演模型计算估计信号，并通过真实信号判断当前解xk是否为稳定解；402若xk为稳定解，则停止算法；否则计算通过简单投影算子改进的LM步长 式中，Δk为每次迭代时给出的整数；PΩ为简单投影算子；Jk为Fk的Jacobian矩阵，Jk＝Jxk,Fk＝Fxk，为无约束LM步长；403运用仿射变换矩阵D的负梯度方向gk对步长进行改进，获取柯西步长和步长系数tk： 得到修正步长： 404基于信赖域算法的思想，计算误差目标函数的真实下降量与估计下降量的比值： 若rk＞ρ0，则更新xk+1＝xk+dk，否则xk+1＝xk；405根据比值rk的取值大小，采用信赖域方法更新信赖域半径，迭代次数加1，返回步骤402。

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百度查询： 上海电力大学 基于改进信赖域投影算法的三维不规则缺陷轮廓重构方法