【摘要】：新興的鐵磁共振溫度測量技術(shù)從理論上具有諸多優(yōu)勢,故受到國內(nèi)外學(xué)者廣泛關(guān)注。該技術(shù)需要對零磁場點(diǎn)(FFP)進(jìn)行求解。傳統(tǒng)方法采用粒子群優(yōu)化算法。最近幾年優(yōu)化算法得到了飛速發(fā)展,尤其是元啟發(fā)式算法。由于算法的計(jì)算精度及收斂速度很大程度上影響著溫度測量的精度及反應(yīng)速度,因此,將目前的算法研究成果應(yīng)用于計(jì)算零磁場點(diǎn)中,或嘗試通過現(xiàn)有理論,對解析的方法進(jìn)行研究,有助于促進(jìn)該技術(shù)的發(fā)展。本文針對計(jì)算零靜磁場點(diǎn)的問題,從改進(jìn)現(xiàn)有元啟發(fā)式算法,提出新的元啟發(fā)式算法和理論推導(dǎo)三個(gè)方面進(jìn)行探討。在改進(jìn)元啟發(fā)式算法上,在基于時(shí)變慣性權(quán)重學(xué)習(xí)機(jī)制的蝙蝠優(yōu)化算法(wBA)的基礎(chǔ)上,引入反向?qū)W習(xí)及Levy擾動機(jī)制對其進(jìn)行改進(jìn),提出一種基于反向?qū)W習(xí)與Levy擾動的改進(jìn)優(yōu)化蝙蝠算法(wLevyOLBA)。在提出新的元啟發(fā)式算法上,提出了海島算法(Island Algorithm IA)。在理論推導(dǎo)方面,基于畢奧-薩伐爾定律,得出一種用來計(jì)算XY面任一點(diǎn)為FFP時(shí)各個(gè)線圈電流的解析方法。wLevyOLBA算法利用六個(gè)標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)進(jìn)行驗(yàn)證,并和BA算法、wBA算法進(jìn)行對比;海島算法利用CEC13測試集進(jìn)行驗(yàn)證,并和PSO算法進(jìn)行對比。結(jié)果表明,wLevyOLBA算法在收斂性能和魯棒性方面明顯優(yōu)于wBA算法和BA算法。海島算法在計(jì)算具有某類特征的函數(shù)時(shí),差于粒子群算法,但在大部分函數(shù)和多個(gè)維度下的結(jié)果中,其計(jì)算精度及魯棒性均顯著較粒子群算法優(yōu)異,驗(yàn)證了算法的分析。wLevyOLBA算法、海島算法和解析方法分別對FFP進(jìn)行求解,將計(jì)算出的結(jié)果帶入到仿真軟件中,進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明,三種方法均優(yōu)于傳統(tǒng)上采用的粒子群優(yōu)化算法,解析方法計(jì)算的FFP位置誤差在3mm之內(nèi),滿足磁信號測量的需要。解析的方法相比元啟發(fā)式算法不僅克服了傳統(tǒng)迭代方法的收斂慢、結(jié)果不確定等缺點(diǎn),而且其解具有理論依據(jù),在精度和計(jì)算速度上具有絕對的優(yōu)勢,對磁納米粒子溫度測量、加熱控制、濃度成像等技術(shù)的發(fā)展都有幫助。
【圖文】：

wLevyOLBA算法流程圖

圖 3-6 20 維 Zacharov 圖 3-7 20 維 Griewank在一致的維數(shù)和參數(shù)條件下，wLevyOLBA算法的收斂速度均遠(yuǎn)優(yōu)于基本BA算法和，展現(xiàn)出較強(qiáng)的全局搜索能力和較快的速度。這是在于進(jìn)化過程中，基本 BA 算法和搜索到局部最優(yōu)后，沒有有效機(jī)制讓算法離開局部最優(yōu)；而 wLevyOLBA 算法通過 擾動機(jī)制，可以有效擺脫了局部極值的束縛，，使得算法能快速的尋找到更優(yōu)的位
【學(xué)位授予單位】：鄭州輕工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TP18

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本文編號：2641103