一、圆形载流线圈磁场的空间分布（论文文献综述）
黄运米,蔡建秋,罗海军[1]（2021）在《磁场安培力综合实验仪的研制》文中研究指明传统磁场测量和安培力测量实验仪器是完全独立的,本文将Arduino单片机与霍尔传感器应用于大学物理实验,设计并制作一种可以测量载流圆线圈、亥姆霍兹线圈、螺线管等产生的磁场空间的分布且可对安培力大小进行定量研究的综合实验仪.磁感应强度和安培力大小可通过显示屏直接读出,方便快捷.该综合实验仪拓展了研究磁场分布和安培力大小影响因素的实验教学内容,有利于加深学生对物理知识的理解,培养学生创新思维,激发学习物理的兴趣,培养创新型人才.
周晓妍,刘世鲲,张树甜,孙敏,陆健,黄德财[2]（2021）在《有限长螺线管磁场均匀性分布的理论分析和可视化研究》文中进行了进一步梳理采用毕奥-萨伐尔定律,应用矢量叠加原理,具体讨论了长度为L=200 mm的螺线管的磁场分布.首先推导了单个圆形载流线圈的磁场在空间分布的积分公式,然后,利用Python软件求解绘制出了磁感应线,与经典物理教材进行了对比,验证了理论公式和数值计算的正确性.基于单个圆形载流线圈的结果,得到了有限长载流螺线管磁场全空间分布的理论公式,绘制了相应的磁感应线分布图,详细讨论了线圈匝数密度、螺线管长度对磁场空间分布均匀性的影响.发现匝数密度大于1000 m-1时,螺线管在-74 mm≤z≤74 mm范围内的磁场可视为均匀磁场.本文的结果为大学物理和大学物理实验教学提供了可靠、直观清晰的素材.
王梓骁[3]（2021）在《井中三阶磁梯度张量测量系统研制》文中研究指明井中磁测是勘察地球资源的重要手段之一,以矿产资源的磁性特点为研究基础,能勘探出井周围一定规模内的盲矿以及含磁性矿产物质的空间位置,可以免除地面人文、地形环境等多因素的干扰,为普查磁铁性矿产、探寻深部有色金属矿产提供有效的技术支撑。井中磁测发展必然趋势之一是观测物理量的阶次不断增高,从测量地磁总场强度标量,发展到测量磁场矢量,再到测量其磁梯度张量。观测物理量的阶次提高能有效克服地球磁场自身随时间变化的干扰,对磁性物质引起的异常场更加敏感,可以提供更多关于磁源结构特征的空间几何信息,更适用于在井中寻找和定位深部矿产。旋转调制频点法是三阶磁梯度张量的测量方式之一,首先旋转磁传感器将空间域中的信号转换为时域信号,再通过傅里叶变换完成时域信号向频域信号的转换,最后在频域内依次提取阶次不同的磁梯度张量分量,其优点是利用一个磁传感器就能够精确地测量三阶磁梯度张量信息。应用此原理本文完成了井中三阶磁梯度张量测量系统的硬件研制和软件设计等工作,主要包括信号采集系统设计,完成磁场信号从模拟量到数字量地高精度转换;运动控制系统设计,精确控制电机旋转运动;对准系统设计,实现井中测量数据在大地坐标系中的定位;伞形外部支撑结构设计,提高野外井中实验的测点稳定性;防水结构外壳设计,适用于井中恶劣的测试环境。最终将仪器测量得到的磁场信号经预处理后进行数据解析处理,得到三阶磁梯度张量数据。在井中进行三阶磁梯度张量的测量过程中,不可避免会存在测量组件误差、安装精度误差以及井下测试环境等各种因素的影响,数据质量得不到保证。针对上述情况,本文提出了一种适用于各阶磁梯度张量测量系统的统一校正框架,其最大的优势是所需校正系数恒定不变,有效解决了当阶次递增时,校正系数个数骤增的问题。该框架将磁梯度张量视为一个整体,将各阶磁梯度张量坐标旋转前后模值不变的特性作为约束条件,采用最小二乘算法求解校正系数,能达到提高仪器探测精度的效果。通过井中三阶磁梯度张量测量系统测试与应用实验,验证了仪器的准确性与实用性。设计磁偶极子动态旋转实验,完成磁偶极子的频率域标定,计算出磁矩信息;磁偶极子测线实验,实际测量值与仿真理论值进行对比,验证井中三阶磁梯度张量测量系统的准确性;分辨率测试实验,设计线圈到原点的距离与线圈半径的比值为1.188的两个圆形线圈结构作为梯度发生源,测试三阶磁梯度张量测量系统的性能指标,分辨率至少达到1090 n T/m2。校正方法实验,提高仪器测量精度,改善比达到1.433。最后进行井中探测实验,证明三阶磁梯度张量测量系统具有实用性。
孙猛猛[4]（2021）在《磁驱微米游动机器人的群体调控技术研究》文中研究说明微米游动机器人的尺寸在几微米至几百微米之间,能在液体环境中将磁能、光能、声能或其他形式的能量转化为机械运动。由于具有较高的操控精度和受限环境下的可控性,微米机器人在生物医学、环境处理等领域具有广阔的应用前景,如可用于靶向癌症治疗、微创外科手术、细胞操作、重金属检测、污染物清除等。受尺度限制,微米机器人的个体能力有限、效率较低,很难直接满足实际应用需要。受到自然界生物群体现象的启发,微米机器人的群体具有较强的任务执行能力及复杂地形适应能力,而如何实现群体的有效调控是目前亟待解决的难题。本文以磁驱微米游动机器人为研究对象,从微米机器人的个体动力学特性入手,建立了耦合场（磁场与流体场耦合）中微米机器人的群体动力学模型,提出了磁偶极力主导、流体力主导及力可切换主导微米机器人的群体涌现调控策略,并构建了微米机器人的驱动控制系统,实现了具有类固态、类液态以及状态可变特性的微米机器人的群体调控。该研究为磁驱动微米游动机器人的群体在生物医学领域的应用奠定了基础。开展了磁驱微米游动机器人的群体动力学模型的研究。本文以主动布朗粒子群体动力学模型为基础,通过分析耦合场中微米机器人个体动力学,建立了基于个体间交互作用力的微米机器人群体动力学模型,揭示了微米机器人的群体行为涌现与调控机制。在此基础上,为实现微米机器人个体的运动控制及群体的有效调控,提出全自由度磁矢量运动控制方法,构建了驱动频率可达1000Hz的磁驱动群体调控的驱动装置。研究了磁偶极力主导的微米机器人的群体涌现聚集行为。针对目前微米机器人群体稳定性不足的难题,提出磁相互作用诱导海胆状微米机器人群体涌现调控的方法。采用生物模板法,构建了以花粉孢粉质外壳为本体的海胆状磁性微米机器人。实验结果表明:基于磁偶极力主导的海胆状微米机器人的群体具有优异的稳定性,能够完成细胞级精度的靶向药物递送及接触式与非接触式微操作等实验任务。研究了流体力主导的微米机器人的群体涌现聚集行为。针对目前同质的微米机器人群体模态单一的难题,提出流体相互作用诱导花生状微米机器人群体涌现调控的方法。采用水浴合成法,批量制备花生状磁性微米机器人。在同质的微米机器人群体系统中,实现了多模态群体行为的激发和群体模式之间的可控转换。实验结果表明,基于流体力主导的花生状微米机器人群体具有优异的变形能力,能够在复杂环境中实现可控导航运动,完成集群操作任务并运输超过自身体积40000倍的物体。开展了主导力可切换的微米机器人群体涌现调控研究。基于耦合场中微米机器人群体动力学模型,提出了主导力可切换诱导球状微米机器人的群体涌现调控方法。采用超声分散法,批量制备球状磁性微米机器人。不仅实现了微米机器人群体的多模态激发,还实现了群体的类液态和类固态特性间的可控转换。实验结果表明,磁偶极力/流体力可切换分别诱导球状微米机器人的群体,具有优异的稳定性与较强的变形性,可实现全地形导航运动并翻越超过自身尺寸40倍的台阶与沟壑,且具备多种集群作业模式。综上所述,针对微米机器人个体任务执行能力与表面环境适应能力弱的难题,以群体涌现的主导力为研究对象,按照磁偶极力到流体力、再到磁偶极力/流体力可切换的研究思路,本文开展磁驱动微米游动机器人的群体行为研究。提出微米机器人个体的批量制备、可控运动方法,实现了微米机器人群体的可控涌现、多模态切换以及协同作业,解决了微米机器人单体效率低、灵活性差、无法满足实用需求的难题,有效地提高微米机器人群体在复杂地形中的适应能力和任务执行能力。相关研究成果将推动微米机器人的群体在生物医学、环境处理等领域的应用,具有重要科学价值和应用前景。
朱新凯[5]（2021）在《双定子高温超导励磁场调制电机的分析与设计》文中研究表明与普通电机相比,超导电机拥有更高的电负荷或磁负荷,具有高功率密度和高效率的优势,在大容量高转矩密度推进电机、大功率直驱风力发电机、轨道交通直线驱动等领域应用前景广阔。但目前研发的超导电机多为基于电励磁同步电机拓扑结构的超导励磁同步电机,其超导励磁绕组位于转子或定子上,需要使用电刷滑环、旋转密封耦合器和力矩管等辅助部件,这些部件需要定期维护,而且运行可靠性难以保证。对可靠性要求极高的高温超导电机而言,去除电刷滑环和力矩管,实现冷却液的静态密封,提高系统可靠性,降低运维成本,将是高温超导电机的发展趋势。论文以磁场调制理论为指导,进行超导电机拓扑结构创新,提出了双定子高温超导励磁场调制电机（Dual-Stator HTS Exciting Field-Modulation Machine,简称DSHTSFMM）。这种双定子拓扑结构,超导励磁绕组和电枢绕组均位于定子上,既实现了冷却液的静态密封,又保证了电流传输的无刷化,还可降低力矩管的设计难度,具有显着特色和优势。论文以DSHTS-FMM为研究对象,提出并分析了双定子静态密封超导电机的拓扑结构,揭示了磁场调制超导电机中电枢反应磁场对超导线圈的特殊影响,提出了一种复合防失超技术,基于磁场调制理论建立了该型电机的设计方法,试制了一台10 k W样机并进行了实验研究,结果证明了该型电机分析与设计方法的正确性,最后给出了10 MW双定子高温超导场调制直驱发电机（Dual-Stator HTS Field Modulation Direct-Drive Generator,简称DSHTS-FMDDG）的概念性设计方案。论文主要研究内容及成果包括以下几个方面:1.介绍了DSHTS-FMM的拓扑结构,以磁场调制理论为指导,说明了该拓扑结构的创新来历和工作机理,阐述了该型超导电机在功率密度、超导磁体保护等方面的优势,是一种具有工程应用价值的拓扑结构。2.揭示了磁场调制超导电机中电枢反应磁场对超导线圈的特殊影响,主要是三个方面:电枢反应的基波磁场相对于超导线圈是一个低频率、大幅值的交变外部磁场;电枢反应磁场经调制器调制后会在气隙中产生丰富的相对于超导线圈运动的交变磁场;相对于超导线圈运动的交变磁场会在超导线圈上产生高的感应电压,不仅易引起励磁电流的波动,增大交流损耗,而且会影响超导线圈的电压监测。针对电枢反应磁场的特殊影响,在双定子拓扑结构的基础上,提出了一种由鼠笼式阻尼绕组和铜屏蔽层共同组成的复合式电磁屏蔽层,分别抑制大幅值低频谐波和小幅值高频谐波,对电枢反应磁场的负面影响有很好的抑制效果。3.基于磁场调制理论建立了DSHTS-FMM的数学分析模型。磁场调制理论指出任何一台电机的电磁性能都可通过“磁场源”、“调制器”和“选择器”三要素加以表征。基于此,给出了该型电机的励磁磁场源和电枢反应磁场源的数学表达式,提出了一种基于无限深槽模型的外定子调制器、转子调制器和内定子调制器的表征方法。所建立的数学模型基本能满足初始设计阶段的要求,与有限元法相比,计算速度快。4.建立了DSHTS-FMM的设计与制造方法,试制了一台10 k W样机。提出了基于气隙磁场调制理论的DSHTS-FMM初始电磁参数设计方法,根据功率、转速、体积等电机设计要求,可方便地确定出励磁磁动势、电枢绕组匝数、线圈线径等初始设计参数,为后续有限元分析与优化设计提供参考。提出了一种基于超导短样载流测试结果的超导线圈设计方法,在电磁设计阶段确定的励磁磁动势基础上,可设计出超导线圈的匝数和工作电流,从而保证超导线圈安全工作。5.搭建了DSHTS-FMM的发电实验平台,包括冷却系统、超导励磁及测试系统、对拖电机等,可通过变频调速和调节负载的方式进行10 k W样机的空载和负载实验,验证了所提分析与设计方法的正确性。6.设计了两台10 MW DSHTS-FMDDG概念性样机,一台是半超导DSHTS-FMDDG,一台是全超导DSHTS-FMDDG。从单位体积功率密度角度而言,半超导DSHTSFMDDG比永磁直驱发电机（Permanent Magnet Direct-Drive Generator,简称PMDDG）高约1.83倍,全超导DSHTS-FMDDG比PMDDG高约2.62倍。从单位重量功率密度角度而言,全铁心半超导DSHTS-FMDDG与PMDDG相比不具备优势,但采用非导磁内定子后,半超导DSHTS-FMDDG的单位重量功率密度可比PMDDG提升约28.4%。全超导DSHTS-FMDDG单位重量功率密度性能表现更优异,全铁心全超导DSHTS-FMDDG比PMDDG能提高约34.8%,采用非导磁内定子后,能提高约62%。DSHTS-FMDDG功率密度不输于基于电励磁同步电机拓扑结构的SCDDG,但DSHTS-FMDDG能解决动态密封、电刷滑环和力矩管的问题,从电机系统和服役成本的角度而言,DSHTS-FMDDG比SCDDG更具有优势。
李万路[6]（2020）在《大功率无线电能传输系统的电磁能流和生物电磁安全研究》文中研究说明无线电能传输（Wireless Power Transfer,WPT）技术可实现无直接电气接触的电能传输。早在19世纪末特斯拉等先驱就开始了对WPT技术的研究。20世纪60年代以后尤其是2007年MIT提出磁耦合谐振式无线电能传输（Magnetically Coupled Resonant Wireless Power Transfer,MCR WPT）技术之后WPT技术得到了爆发式发展。目前这项用于中、短距离用途的无线充电技术已经应用到了各个领域,但随之也面临着诸多挑战,其中,大功率充电系统的电磁安全就是个突出的问题。而当前电磁安全研究主要集中于对系统周围电磁环境的评估以及对系统采取电磁屏蔽减小漏磁场上,但这种研究还是粗浅的。随着MCR WPT技术的广泛运用,传输的功率会越来越大,随之而来的电磁安全问题也会更加严峻。因此,本文试图从电磁能量流的角度探究提高系统电磁安全水平的方法,并对大功率MCR WPT系统的电磁安全进行深入研究。主要的工作如下:（1）利用解析法分析了一般MCR WPT系统耦合器周围的电场和磁场分布,基于坡印亭矢量得到了具有线圈对齐、线圈侧向偏移以及角度旋转的三种最基本位置关系的MCR WPT系统的电磁能量流,由此提供了统一的有功和无功功率密度表达式。并发现有功功率密度主要分布在传输路径上,无功功率密度由三部分组成,同时指出π/2的电流相位差将有助于电能的传输。此外,考虑了四种基本无功功率补偿对电磁能量流的影响,提出对于在二次侧采用并联补偿的系统应使用重载使得相位差趋于π/2。（2）为提高MCR WPT系统的电磁安全性,对电流相位差为π/2的对齐MCR WPT系统耦合器的电磁能量流进行了深入分析,并提出了聚能效应的概念。首先从场的角度首次推导出了传输功率的表达式。接着由能量流结果发现有功功率密度集中在传输路径上呈现3D空心圆柱形分布,说明在传输路径附近有较大的电磁场存在进而对生物电磁安全构成威胁。于是提出了传输单位有功功率聚能效应的评价指标Rt,并基于该指标采用直接离散扫描法对内外环和盘式线圈耦合器进行了设计和优化。然后通过有限元仿真和实验验证了这两种优化的耦合器具有较好的聚能效果,在保证系统电磁安全性的前提下,可提高系统最大可允许发射功率。（3）建立了评价电动汽车MCR WPT系统生物电磁安全的复杂电磁场边值问题的数学模型;利用联合仿真技术建立了包含多种组织和器官在内的成人站（躺）姿、坐姿、儿童、以及电动汽车（含耦合器）的有限元预处理模型。考虑了多种人体电磁暴露方案,采用有限元数值分析法对发射功率为10 k W的电动汽车MCR WPT系统的电磁安全性进行了评估,并比较了成人和儿童的电磁暴露差异。最后,通过电路和电磁场理论得到了充电系统输出功率与人体电磁暴露值的对应关系,得到了该MCR WPT系统满足电磁安全要求时的最大可发射功率。（4）为解决系统最大可发射功率与人体电磁安全要求之间的矛盾,提出了四种可行的措施:（1）选择聚能效应高的优化耦合器,在充电系统传输相同功率的情况下,最大可能地减小系统漏磁场对周围环境的影响;（2）定义了系统正常工作时人员的安全距离,给出了系统工作时的安全区域与危险区域;（3）在危险区域定义了更多的子区域,并提供了人员处在这些子区域时系统的最大可发射功率的计算方法;（4）提出了一种新颖的检测系统偏移距离的方法,该方法可用于辅助电动汽车驾驶员调整电动汽车的充电位置,进而减少充电系统泄漏的电磁场。
潘京[7]（2020）在《EAST装置关键部件运行安全性实时分析算法研究》文中指出为保证EAST装置运行安全,满足开展更高参数下的等离子体物理实验需求,拟搭建一个能对EAST装置主机运行进行实时监控、风险评估及处理的系统平台。鉴于商业有限元法尚难以实现主机关键部件在运行中受载的实时分析计算,因此本论文针对EAST磁体系统、真空室和第一壁部件的电磁载荷、磁体交流损耗等重要安全参数的实时分析算法进行研究,用于构建EAST装置实时监控与反馈平台。本文首先针对EAST超导磁体在复杂磁场环境下的电磁受力和交流损耗开展实时评估算法研究。介绍了通用的交流损耗分析理论,引入了系统矩阵法用于交流损耗关键参数磁场B的求解。建立了单位电流下EAST PF线圈中心处磁场系统矩阵,则只需给定电流,通过系统矩阵的线性叠加可快速得到作用在各线圈上的磁感应强度。计算了几种典型等离子体放电炮号下各PF线圈的交流损耗,验证了该方法可以方便有效应用于EAST磁体系统交流损耗快速评估中。同时将系统矩阵法应用于EAST磁体电磁受力实时评估计算中,同样建立了磁体电磁受力系统矩阵并分析了典型炮号下磁体线圈的结构受力。完成了 EAST磁体系统安全运行实时评估算法的研究。其次,开展了 EAST真空室在复杂电磁环境下电磁响应实时分析算法研究。分析了不同工况下作用于真空室上的电磁载荷类型,采用基于电路理论的等效一阶线性系统理论和等效线圈模型法分别构建了由极向涡流引起的电磁载荷和由环向涡流引起的电磁载荷的实时评估算法,并完成了典型等离子体事故态下电磁响应实时计算。借鉴磁矩理论探索了应用于EAST第一壁电磁载荷实时评估算法的特征参数法。介绍了特征参数法的基本原理,借助谐响应分析提取了各第一壁部件的特征参数磁矩与时间常数。利用预先获得的特征参数与磁场参数,通过简单的线性计算得到两种等离子体事件下作用于第一壁部件上的电磁载荷。同时为了证明以上实时分析算法的普适性,进一步应用于CFETR真空室及包层的电磁受力求解中,与通用有限元分析方法结果对比,验证了所研究的实时分析算法的准确有效。最后,介绍了正在搭建的实时监控与反馈平台及部分功能,总结了各实时分析算法并建立完整的EAST关键部件实时分析计算流程。将EAST极向场线圈交流损耗实时评估算法进行了平台嵌入并完成了调试和运行,初步验证了该平台的可行性与实用性。
池长鑫[8]（2020）在《基于REBaCuO高温超导带材的线圈结构设计与电磁仿真》文中指出REBaCuO（REBa2Cu3Ox,RE=Y、Gd等稀土元素）高温超导带材近年来发展迅速,其在液氮温区有较高的临界电流密度和不可逆磁场。近年来随着人工磁通钉扎技术的提高,REBaCuO高温超导带材的在场载流能力和磁通钉扎力密度远超过其它实用超导材料。另一方面,由于采用柔性哈氏合金或者不锈钢基带,其具有较强的机械性能。这些优势使得REBaCuO带材突破了第一代Bi2223/Bi2212高温超导带材的应用限制,在强电强磁领域有着更广泛的应用前景。REBaCuO高温超导带材应用可分为超导强电技术与超导强磁技术两个方面。本文基于REBaCuO带材,利用COMSOL Multiphysics多物理场仿真软件,建立超导电磁器件的仿真模型。其中,为了降低REBaCuO超导线圈交流运行时的能量损耗,设计了一种复合带宽结构的单饼线圈,通过对线圈部分匝数的带材作切割处理,研究其对交流损耗的影响;为了实现超导线圈的无阻恒流运行,设计了一种基于异形闭环REBaCuO带材的磁体线圈,研究其励磁过程、优化其磁场分布;为了稳定、高效的屏蔽外部干扰磁场,基于异形闭环REBaCuO带材进一步设计了一种超导磁屏蔽线圈,无接头电阻特性使其在低频磁场下仍具有良好的磁屏蔽效应;针对超导磁悬浮列车的车载磁体应用,设计了REBaCuO高温超导跑道型磁体,研究其磁场分布,以及励磁过程和运行过程中的交流损耗。主要研究内容与成果如下:（1）基于不同带材宽度对交流损耗的影响,建立具有复合带宽结构的REBaCuO单饼线圈模型,通过对单个线圈的部分匝数带材作切割处理,使相应匝数从单根宽带变成双根窄带,分析其对交流损耗的改善作用。研究发现,由于线圈磁场沿径向呈不均匀分布,对线圈径向外侧带材作切缝处理能有效降低高载流情况下的交流损耗,其效果要好于线圈全部切缝和完全不作切缝情形。当运行交变电流幅值接近线圈在场临界电流时,仅对线圈径向外侧的40匝作切缝分割,可以有效降低交流损耗。（2）通过在单根REBaCuO超导带材中间沿长度方向切缝的方法,设计一种异形闭环的REBaCuO带材。将带材上下两部分沿相反方向撑开,即可形成无接头电阻的闭环线圈。基于该闭环结构建立了亥姆霍兹线圈模型,并计算其励磁过程、电流密度分布和捕获磁场分布。在幅值为8 mT的外场激励下,该亥姆霍兹线圈产生了2.6 mT的稳定捕获场。通过对线圈的结构对称性作作优化处理,可以提高磁场分布的均匀性,使y分量偏离磁场从0.12 mT减小到0.004mT。进一步建立四个线圈轴向排列的模型,利用磁场叠加效应,使直径30 mm球形空间内的磁场不均匀度从2.5%降至1.1%。（3）基于异形闭环REBaCuO带材,设计了一种超导磁屏蔽线圈组。利用闭环线圈的零电阻特性,实现了高中低频磁场的高效屏蔽。通过调整屏蔽线圈的匝数、内外半径比值以及两个线圈之间的距离,可获得最优化磁屏蔽效果。相对于存在接头电阻的传统超导磁屏蔽线圈,其具有更强的低频磁场屏蔽能力。在0.00001 Hz到1000 Hz的磁场频率变化范围内,闭环磁屏蔽线圈对幅值为10μT的外场的屏蔽系数可达到0.01%,并且在直径为40 mm的中心球形空间区域内,可以保持低于1%的屏蔽系数。（4）瞄准磁悬浮列车车载磁体的应用,设计了基于REBaCuO超导带材的跑道型磁体。该磁体由四个REBaCuO双饼线圈组成。通过3D仿真模型,计算了磁体的磁场分布,分析出磁场沿轴向递减的特征。在20 K环境温度下,当磁体额定运行电流为153 A时,中心磁场达到2 T。在轴向距离磁体中心点80 mm位置,可以保持在0.9 T以上的磁场。同时,明确了磁体励磁过程中的交流损耗为159 J,而磁体稳定运行时在20 mT、680 Hz变化外场中的交流损耗为0.016 W。
方晓[9]（2020）在《经颅磁刺激系统关键技术研究》文中提出随着现代社会生活节奏的加快,精神类疾病的发病率也急剧上升。经颅磁刺激（Transcranial Magnetic Simulation,TMS）作为一种无创、无侵入性的神经调节技术,在精神障碍成因探索及精神类疾病治疗上有重要应用。TMS系统性能直接影响神经调节效果,但现有TMS系统性能水平与临床应用、科学研究性能需求之间仍存在亟待解决的矛盾,主要体现在:实现颅内感应电场空间分布多重特性改善与刺激线圈几何结构优化不足的矛盾,实现刺激波形多样化、刺激参数灵活可调与现有TMS刺激波形发生电路性能单一的矛盾,实现TMS系统连续工作与刺激线圈温升超过安全极限导致TMS系统工作在间歇模式的矛盾。因此,如何通过TMS系统关键技术研究进一步提高TMS系统性能具有重要的科研意义和临床价值。本文在广泛阅读文献的基础上,以提高TMS系统性能为目标,对TMS系统关键技术进行深入研究,主要内容包括:TMS系统建模、高性能经颅磁刺激线圈优化设计、多样化经颅磁刺激波形发生电路研究及适用于连续工作的内冷式经颅磁刺激系统研究。在TMS系统建模与分析方面,针对TMS系统的电、磁、热、力等多物理场耦合特性及神经元电生理特性复杂而导致建模难的问题,建立了TMS刺激线圈电-磁-热-应力模型、单双相脉冲放电电路模型及TMS作用下的神经元动态响应模型,可准确表述TMS系统参数对颅内感应电场时空分布特性及神经元膜电位的影响。在此基础上,针对神经元阈值可变性,提出基于神经元动态响应的TMS闭环控制模型,可实现神经元膜电位动态跟踪,解决了开环刺激时难以根据神经元响应对刺激参数进行有针对性调整的问题。在高性能经颅磁刺激线圈优化设计方面,首先针对传统TMS线圈产生的颅内感应电场刺激强度不足、聚焦性不高的问题,提出半椭圆刺激线圈（Semi-Ellipse Coil Pair,SEP）,在相同焦耳损耗下,相比于目前市面广泛采用的八字形刺激线圈（Figure of Eight,FOE）,SEP可将颅内靶区的刺激强度提高44%、聚焦性改善6%;为进一步改善颅内感应电场空间分布特性,提出了瓦形刺激线圈（U-Shaped Coil Pair,USP）,在建立USP几何参数与颅内感应电场空间分布特性映射关系、颅内感应电场空间分布综合评价模型的基础上,利用全局粒子群算法对USP几何参数进行多目标优化。与相同焦耳损耗下的FOE相比,优化后的USP可将颅内感应电场刺激强度增强8.0%、聚焦性改善30%、正负峰值比提高49%、纵向衰减性改善8.3%、综合特性提升28%。在多样化经颅磁刺激波形发生电路研究方面,针对科学研究对刺激波形多样化、刺激参数灵活可调的需求,提出基于多模块IGBT全桥结构的混合多波形经颅磁刺激电路（Hybrid Multi Waveform TMS Circuit,h TMS）,该电路不仅可实现目前市面广泛采用的单、双相余弦形颅内感应电场,还可实现单相近似矩形、双相近似矩形、单双相阶梯形三类幅值和脉宽可调的新型颅内感应电场,突破了传统TMS系统中刺激波形的种类限制;在h TMS可产生的多种混合刺激波形中,以双相四段可控型颅内感应电场波形（Biphasic Four-level Induced E-filed with Controllable Parameters,BFE）为例,通过深入分析BFE波形参数与神经元动态响应特性的关系,对BFE波形进行优化设计。结果表明:相比于相同能量损耗的单、双相余弦形颅内感应电场,BFE波形作用下的神经元极化率分别降低54.5%、87.5%,可有效增强神经调节作用、提高刺激选择性。在适用于连续工作的内冷式经颅磁刺激系统研究方面,针对目前TMS系统因线圈发热需工作在间断模式及液氮冷却、油浸冷却等传统冷却方法造成系统体积庞大、影响线圈灵活定位等问题,提出内冷低功耗经颅磁刺激系统（Intercooling TMS with Low Power Loss,i TMS）,通过建立内冷刺激线圈的医疗效果模型、焦耳功率模型及综合评价模型,设计了最优低功耗内冷刺激线圈（Optimum Low Power Loss Intercooling Stimulation Coil,OIC）,在获得相同医疗效果时,OIC可将线圈焦耳功率降低30%。在此基础上,对i TMS系统冷却参数进行优化设计,结果表明:当连续施加3000个有效刺激脉冲时,i TMS系统的冷却性能优于目前市面上带内冷设计的TMS系统（Medtronics,Cool-B65）,可在保证医疗效果的前提下,实现连续工作。
骆国强[10]（2020）在《超导重力仪磁悬浮系统的建模及悬浮特性分析》文中研究说明高精度的重力测量是许多自然科学研究的基础,需要绝对重力仪和相对重力仪配合使用来完成重力的测量与监测。超导重力仪是一种相对重力仪,其能够克服传统机械式弹簧重力仪的蠕变、迟滞、非线性等缺点,实现重力的长期稳定、高精度测量。超导重力仪的市场需求广泛,但国内还未能实现超导重力仪的商品化,本文将完成超导重力仪磁悬浮系统的建模,并使用更为简便的理论算法分析其悬浮特性,以弥补国内对超导重力仪磁悬浮系统研究的不足,为超导重力仪的研制提供一定的理论指导。研究了超导体的基本特性以及电磁学基础等相关理论,着重分析了利用超导体的零电阻特性和迈斯纳效应建立的超导重力仪磁悬浮系统的结构及工作原理,参照GWR超导重力仪建立了本文的超导重力仪磁悬浮系统物理模型,并给出模型参数。依据超导重力仪磁悬浮系统的物理模型,分别采用等效电流环法和超导体局部模型理论来求解磁悬浮力。首先以等效电流环法分割超导球为出发点,结合超导体的磁通量守恒、“虚功”原理、线性求和等方法求解磁悬浮力;然后介绍超导体的局部模型理论和载流线圈的空间磁场分布情况,将超导球划分为若干个微元以建立数学模型并求解磁悬浮力;最后结合实际需求在MATLAB中实现相关计算程序。以两种不同的方法分析了单线圈-超导球系统的受力情况及相关误差,对比了两者的差异,相比基于局部模型理论的方法,等效电流环能够更全面分析超导球的悬浮特性。选择等效电流环法及合适的模型参数,详细的分析了磁悬浮力与系统的几何尺寸、线圈电流之间的变化关系,进一步说明双线圈系统对调节磁悬浮力梯度的重要作用。引入上、下线圈电流比的概念,分析了磁悬浮力及其梯度随电流比的变化情况,选取符合条件的模型参数,计算出质量为8)=4.069 g的超导球所受到的磁悬浮力大小为:Ftotal=3.988×10-2 N,磁悬浮力梯度为:-9.699×10-3 N/m,此时满足超导重力仪测量精度所需的磁悬浮力及其梯度。
二、圆形载流线圈磁场的空间分布（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、圆形载流线圈磁场的空间分布（论文提纲范文）
（1）磁场安培力综合实验仪的研制（论文提纲范文）
| 1 综合实验仪的原理 |
| 2 综合实验仪装置示意图和实物图 |
| 3 综合实验仪实验结果与结论 |
| 3.1 恒定载流圆形线圈轴向磁场分布 |
| 3.2 亥姆霍兹线圈轴向磁场分布 |
| 3.3 影响安培力大小的因素 |
| 3.3.1 安培力F与电流I之间的关系 |
| 3.3.2 安培力F与长度L之间的关系 |
| 3.3.3 安培力F与磁感应强度B之间的关系 |
| 4 结语 |
（2）有限长螺线管磁场均匀性分布的理论分析和可视化研究（论文提纲范文）
| 1 单个圆形载流线圈磁场的空间分布 |
| 2 理想螺线管磁场的空间分布 |
| 3 密绕螺线管长度对磁场分布的影响 |
| 4 结论 |
（3）井中三阶磁梯度张量测量系统研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究意义及背景 |
| 1.2 井中磁测国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第2章 井中三阶磁梯度张量测量系统总体设计 |
| 2.1 旋转调制频点法测量原理 |
| 2.1.1 磁梯度张量的理论基础 |
| 2.1.2 三阶磁梯度张量测量原理 |
| 2.2 井中三阶磁梯度张量测量系统的硬件设计 |
| 2.2.1 信号采集系统 |
| 2.2.2 运动控制系统 |
| 2.2.3 对准系统 |
| 2.2.4 伞形外部支撑结构 |
| 2.2.5 防水结构 |
| 2.3 井中三阶磁梯度张量测量系统的软件设计 |
| 2.3.1 数据采集与存储 |
| 2.3.2 磁场数据预处理 |
| 2.3.3 三阶磁梯度张量解析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 适用于各阶磁梯度张量测量系统的统一校正框架 |
| 3.1 仪器误差分析与校正模型的矩阵表达 |
| 3.2 磁梯度张量测量系统的统一校正框架 |
| 3.3 以三阶磁梯度张量校正为例 |
| 3.4 仿真实验 |
| 3.4.1 测线仿真 |
| 3.4.2 校正方法鲁棒性测试 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 三阶磁梯度张量测量系统的标定 |
| 4.1 三阶磁梯度张量标定线圈设计 |
| 4.1.1 载流圆环线圈磁场的特点 |
| 4.1.2 圆型线圈产生均匀三阶磁梯度张量的原理 |
| 4.1.3 均匀度分析实验 |
| 4.2 磁偶极子的频率域标定 |
| 4.2.1 磁偶极子静态模型 |
| 4.2.2 旋转的磁偶极子场在频率域的形式 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 井中三阶磁梯度张量测量系统验证与应用实验 |
| 5.1 磁偶极子频率域实验 |
| 5.2 井中三阶磁梯度张量测量系统验证实验 |
| 5.3 井中三阶磁梯度张量测量系统分辨率测试实验 |
| 5.4 井中三阶磁梯度张量测量系统校正方法验证实验 |
| 5.5 井中三阶磁梯度张量测量系统应用探测实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）磁驱微米游动机器人的群体调控技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 微米机器人个体研究现状 |
| 1.2.1 磁驱动微米机器人个体 |
| 1.2.2 非磁驱动微米机器人个体 |
| 1.3 微米机器人群体调控研究现状 |
| 1.3.1 磁驱动微米机器人群体调控 |
| 1.3.2 非磁驱动微米机器人群体调控 |
| 1.4 磁驱动微米机器人研究现状分析 |
| 1.5 磁驱动微米机器人群体的主要应用 |
| 1.5.1 集群微操作 |
| 1.5.2 靶向药物输送 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章磁驱微米游动机器人群体基础理论 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 主动布朗粒子群体模型 |
| 2.2.1 主动布朗粒子个体动力学 |
| 2.2.2 主动布朗粒子群体动力学 |
| 2.3 磁驱微米游动机器人群体模型 |
| 2.3.1 耦合场中微米机器人个体动力学 |
| 2.3.2 耦合场中微米机器人群体动力学 |
| 2.3.3 微米机器人群体行为的相变研究 |
| 2.4 宽频域磁驱动群体调控系统搭建 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章磁偶极力主导的微米机器人群体调控 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 基于磁偶极力的群体调控研究思路 |
| 3.3 海胆状微米机器人制备与个体运动控制 |
| 3.3.1 海胆状微米机器人制备及表征 |
| 3.3.2 海胆状微米机器人运动特性 |
| 3.3.3 海胆状微米机器人轨迹跟踪控制 |
| 3.3.4 复杂环境中海胆状微米机器人路径规划控制 |
| 3.4 磁偶极力主导的微米机器人群体涌现调控 |
| 3.4.1 微米机器人二聚体 |
| 3.4.2 微米机器人多聚体 |
| 3.5 磁偶极力主导的微米机器人群体应用实验 |
| 3.5.1 非接触式与接触式微操作实验 |
| 3.5.2 细胞内靶向递送药物实验 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 流体力主导的微米机器人群体调控 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于流体力的群体调控研究思路 |
| 4.3 花生状微米机器人制备与个体运动控制 |
| 4.3.1 滚动模式 |
| 4.3.2 旋转模式 |
| 4.3.3 翻滚模式 |
| 4.4 流体力主导的微米机器人群体涌现调控 |
| 4.4.1 链状微米机器人群 |
| 4.4.2 漩涡状微米机器人群 |
| 4.4.3 带状微米机器人群 |
| 4.4.4 微米机器人群体各模态之间转换 |
| 4.5 流体力主导的微米机器人群体应用实验 |
| 4.5.1 开放环境中轨迹跟踪实验 |
| 4.5.2 受限环境中的运动控制实验 |
| 4.5.3 集群微操作实验 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 主导力可切换的微米机器人群体调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于可切换力的群体调控研究思路 |
| 5.3 球状微米机器人制备与个体运动控制 |
| 5.4 主导力可切换的微米机器人群体涌现调控 |
| 5.4.1 类液态微米机器人群体调控 |
| 5.4.2 类固态微米机器人群体调控 |
| 5.4.3 类液态与类固态的转变分析 |
| 5.5 主导力可切换的微米机器人群体的应用实验 |
| 5.5.1 开放环境中轨迹跟踪控制实验 |
| 5.5.2 复杂多变环境中的运动控制实验 |
| 5.5.3 多模式非接触式微操作实验 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（5）双定子高温超导励磁场调制电机的分析与设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| §1.1.选题背景及意义 |
| §1.2.超导材料发展及应用简介 |
| §1.2.1.超导体概述 |
| §1.2.2.超导线材发展简介 |
| §1.2.3.超导块材发展简介 |
| §1.3.高温超导电机的发展现状 |
| §1.3.1.动态密封超导电机 |
| §1.3.2.静态密封超导电机 |
| §1.3.3.磁场调制类超导电机 |
| §1.4.本课题研究内容与论文结构 |
| §1.4.1.课题研究主要内容 |
| §1.4.2.论文结构 |
| 参考文献 |
| 第2章 双定子高温超导励磁场调制电机拓扑结构研究 |
| §2.1.引言 |
| §2.2.双定子高温超导励磁场调制电机拓扑结构 |
| §2.3.双定子高温超导励磁场调制电机工作原理 |
| §2.4.双定子高温超导励磁场调制电机预防超导磁体失超的能力 |
| §2.5.双定子高温超导励磁场调制电机拓扑结构演化 |
| §2.6.本章小结 |
| 参考文献 |
| 第3章 磁场调制超导电机中电枢反应对超导线圈的影响及抑制方法 |
| §3.1.引言 |
| §3.2.磁场调制超导电机与超导同步电机电枢反应的比较 |
| §3.2.1.超导同步电机中电枢反应对超导线圈的影响 |
| §3.2.2.磁场调制超导电机电枢反应对超导线圈的影响 |
| §3.3.抑制电枢反应对超导线圈影响的策略研究 |
| §3.3.1.阻尼绕组屏蔽层 |
| §3.3.2.复合式电磁屏蔽层 |
| §3.4.本章小结 |
| 参考文献 |
| 第4章 基于气隙磁场调制理论的双定子超导励磁场调制电机数学模型研究 |
| §4.1.引言 |
| §4.2.气隙磁场调制理论 |
| §4.3.双定子高温超导励磁场调制电机数学模型 |
| §4.3.1.励磁磁动势模型 |
| §4.3.2.电枢磁动势模型 |
| §4.3.3.等效气隙模型 |
| §4.3.4.阻尼绕组屏蔽层模型 |
| §4.4.数学模型的分析结果及有限元验证 |
| §4.4.1.气隙磁通密度 |
| §4.4.2.电枢绕组反电动势 |
| §4.4.3.电磁转矩 |
| §4.4.4.阻尼绕组的焦耳损耗 |
| §4.5.本章小结 |
| 参考文献 |
| 第5章 10k W双定子高温超导励磁场调制电机的设计与制造 |
| §5.1.引言 |
| §5.2.极槽配合设计 |
| §5.3.电磁参数设计 |
| §5.4.超导线圈设计 |
| §5.5.电磁屏蔽层设计 |
| §5.6.电磁性能分析 |
| §5.7.超导磁体热负荷估算 |
| §5.7.1.电流引线传导热 |
| §5.7.2.支撑架传导热 |
| §5.7.3.环境温度辐射热量 |
| §5.7.4.超导线圈的交流损耗 |
| §5.7.5.过冷液氮的流量设计 |
| §5.8.10 kW DSHTS-FMM样机制造 |
| §5.8.1.超导磁体制造 |
| §5.8.2.样机部件制造 |
| §5.8.3.样机装配 |
| §5.9.本章小结 |
| 参考文献 |
| 第6章 双定子高温超导励磁场调制电机的试验平台与试验研究 |
| §6.1.引言 |
| §6.2.DSHTS-FMM样机的试验平台简介 |
| §6.3.DSHTS-FMM样机的试验研究 |
| §6.3.1.超导线圈的临界电流测量 |
| §6.3.2.超导磁体的临界电流测量 |
| §6.3.3.DSHTS-FMM样机试验 |
| §6.4.本章小结 |
| 第7章 10 MW双定子高温超导场调制直驱风力发电机的概念设计与性能分析 |
| §7.1.引言 |
| §7.2. 10 MW双定子高温超导场调制直驱风力发电机的设计 |
| §7.2.1.拓扑结构设计 |
| §7.2.2.超导线材选择 |
| §7.2.3.低温杜瓦的设计 |
| §7.2.4.极对数组合的设计 |
| §7.2.5.磁负荷与电负荷的设计 |
| §7.3.10 MW双定子高温超导场调制直驱发电机电磁性能分析 |
| §7.4. 10MW概念性直驱风力发电机的对比分析 |
| §7.4.1.DSHTS-FMDDG重量估算 |
| §7.4.2.非导磁性内定子DSHTS-FMDDG |
| §7.4.3.DSHTS-FMDDG功率密度对比 |
| §7.5.本章小结 |
| 参考文献 |
| 第8章 总结与展望 |
| §8.1.全文总结 |
| §8.2.课题展望 |
| 攻读博士学位期间取得的学术成果 |
| 致谢 |
（6）大功率无线电能传输系统的电磁能流和生物电磁安全研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的背景及意义 |
| 1.1.1 课题研究背景 |
| 1.1.2 研究电磁能量流和生物电磁安全的意义 |
| 1.2 国内外研究MCR WPT系统电磁安全性现状 |
| 1.2.1 MCR WPT系统电磁能量流的研究现状 |
| 1.2.2 MCR WPT系统对生物电磁安全影响的研究现状 |
| 1.3 存在与需要解决的问题 |
| 1.4 论文的主要研究和创新性 |
| 1.4.1 论文的主要工作 |
| 1.4.2 创新性工作 |
| 2 磁耦合谐振式无线电能传输系统的基础理论 |
| 2.1 电路模型 |
| 2.2 二端口网络模型 |
| 2.3 基于耦合模理论的传输模型 |
| 2.4 基于电磁场理论的传输模型 |
| 2.4.1 MCR WPT系统的电磁场计算方法 |
| 2.4.2 MCR WPT系统周围存在异物时的电磁场分析 |
| 2.5 耦合器线圈自感与互感的分析 |
| 2.5.1 空心线圈电感的计算方法 |
| 2.5.2 非线性电感的计算方法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 磁耦合谐振式无线电能传输系统的电路模型与能量流 |
| 3.1 MCR WPT系统的电路结构 |
| 3.1.1 无功功率补偿拓扑对系统能量传输的影响 |
| 3.1.2 系统传输效率的实验验证 |
| 3.2 三种MCR WPT系统的能量分布特性 |
| 3.2.1 Rx相对Tx有水平偏移的MCR WPT系统的能量分布 |
| 3.2.2 Rx相对Tx存在角度旋转的MCR WPT系统的能量分布 |
| 3.3 MCR WPT系统能量流的仿真验证 |
| 3.4 三种耦合器有功功率密度的分布特点 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 磁耦合谐振式无线电能传输系统的聚能效应分析 |
| 4.1 对齐系统能流密度的分析 |
| 4.2 耦合器聚能效应分析 |
| 4.2.1 MCR WPT系统传输空间电能与磁能的构成比例 |
| 4.2.2 聚能效应评价方式的改进 |
| 4.3 耦合器的优化 |
| 4.4 优化耦合器的聚能效应验证 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 磁耦合谐振式无线电能传输系统的生物电磁安全评估 |
| 5.1 电动汽车MCR WPT系统的电磁场定解问题 |
| 5.2 人体有限元预处理模型的建立 |
| 5.2.1 站姿人体建模 |
| 5.2.2 坐姿有限元预处理模型 |
| 5.2.3 人体组织、器官的电特性 |
| 5.3 电动汽车有限元预处理模型的建立 |
| 5.3.1 车身有限元预处理模型 |
| 5.3.2 完整的电动汽车有限元预处理模型 |
| 5.4 电动汽车MCR WPT系统的电磁环境仿真与实验验证 |
| 5.4.1 参数设置 |
| 5.4.2 仿真分析和实验验证 |
| 5.5 电动汽车MCR WPT系统附近生物体的电磁暴露 |
| 5.5.1 成人和儿童模型在不同位置时的整体电磁暴露分析 |
| 5.5.2 人体各关键器官的电磁暴露 |
| 5.5.3 人体接触底盘的电磁暴露评估 |
| 5.5.4 猫的电磁暴露 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 磁耦合谐振式无线电能传输系统的电磁安全防护 |
| 6.1 不同耦合器周围人体电磁暴露的比较 |
| 6.2 安全距离的设置 |
| 6.3 危险区的功率控制策略 |
| 6.4 耦合器偏移引起电磁泄漏的检测方法 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 全文总结 |
| 7.1 论文研究的主要成果 |
| 7.2 需进一步研究的问题 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| A.主要符号及缩写对照表 |
| B.博士研究生期间发表的论文 |
| C.博士研究生期间申请的专利 |
| D.博士研究生期间参与的项目 |
| E.学位论文数据集 |
| 致谢 |
（7）EAST装置关键部件运行安全性实时分析算法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 托卡马克聚变装置概况 |
| 1.2.1 磁约束聚变与托卡马克 |
| 1.2.2 EAST与中国核聚变研究 |
| 1.3 国内外聚变装置监控系统与关键部件分析算法研究现状 |
| 1.3.1 聚变装置实验监控系统 |
| 1.3.2 托卡马克关键部件评估算法研究 |
| 1.4 本课题研究的内容及意义 |
| 第2章 EAST磁体安全运行实时分析算法研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 EAST超导磁体系统 |
| 2.3 交流损耗分析理论 |
| 2.3.1 耦合损耗 |
| 2.3.2 磁滞损耗 |
| 2.3.3 超导电缆耦合衰减时间常数 |
| 2.4 系统矩阵理论与磁场的快速求解 |
| 2.4.1 相互作用系统与相互作用矩阵 |
| 2.4.2 磁场相互作用系统矩阵 |
| 2.4.3 磁场计算 |
| 2.5 交流损耗实时分析 |
| 2.5.1 交流损耗实时分析计算流程 |
| 2.5.2 交流损耗的计算 |
| 2.5.3 交流损耗引起的温升估算 |
| 2.6 EAST磁体系统结构受力实时评估 |
| 2.7 EAST磁体系统运行实时分析算法的建立 |
| 2.8 本章小结 |
| 第3章 EAST真空室实时电磁响应分析算法研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 托卡马克真空室及电磁载荷类型 |
| 3.2.1 EAST真空室概述 |
| 3.2.2 真空室载荷类型 |
| 3.3 真空室电磁载荷实时分析算法研究 |
| 3.3.1 真空室极向涡流电磁载荷 |
| 3.3.2 真空室环向涡流电磁载荷 |
| 3.4 EAST真空室实时电磁响应求解 |
| 3.4.1 等离子体大破裂事件(MD) |
| 3.4.2 等离子体垂直位移事件(VDE) |
| 3.5 EAST真空室实时电磁响应分析算法的建立 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 EAST第一壁部件电磁受力实时分析算法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 EAST第一壁部件 |
| 4.3 特征参数法 |
| 4.3.1 磁矩理论 |
| 4.3.2 特征参数 |
| 4.4 特征参数的求解 |
| 4.4.1 涡流求解理论 |
| 4.4.2 EAST第一壁部件特征参数的求解 |
| 4.5 EAST第一壁部件实时电磁载荷计算 |
| 4.5.1 电磁载荷类型分析 |
| 4.5.2 涡流瞬态效应分析 |
| 4.5.3 EAST第一壁多工况电磁载荷计算 |
| 4.6 EAST第一壁实时电磁受力分析算法的建立 |
| 4.7 实时分析算法在CFETR电磁分析中的应用 |
| 4.7.1 CFETR关键部件 |
| 4.7.2 实时分析计算关键参数 |
| 4.7.3 CFETR多工况实时分析计算 |
| 4.8 本章小结 |
| 第5章 实时监控与反馈平台算法的嵌入与实现 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 EAST关键部件实时分析算法的建立 |
| 5.3 EAST关键部件实时分析算法的嵌入与调试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 全文总结及工作展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 论文的特色与创新点 |
| 6.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（8）基于REBaCuO高温超导带材的线圈结构设计与电磁仿真（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 高温超导材料及各向异形的磁通钉扎 |
| 1.1.1 实用高温超导材料 |
| 1.1.2 REBaCuO涂层导体各向异形的磁通钉扎 |
| 1.2 高温超导材料的强磁强电应用 |
| 1.2.1 超导强磁应用 |
| 1.2.2 超导强电应用 |
| 1.3 基于REBaCuO带材的新型磁体线圈研究现状 |
| 1.4 论文的主要研究内容 |
| 第二章 高温超导带材的电磁特性与数值计算 |
| 2.1 高温超导材料的E-J关系 |
| 2.2 REBaCuO带材在场临界电流的各向异形 |
| 2.3 高温超导材料的数值仿真控制方程 |
| 第三章 复合带宽REBaCuO超导线圈的交流损耗 |
| 3.1 交流损耗的计算和测量 |
| 3.1.1 交流损耗仿真计算方法 |
| 3.1.2 交流损耗的测量方法 |
| 3.1.3 交流损耗仿真值与测量值的对比 |
| 3.2 复合带宽法减少线圈的交流损耗 |
| 3.2.1 单线圈复合带宽模型 |
| 3.2.2 切缝宽度对交流损耗的影响 |
| 3.2.3 复合带宽对线圈交流损耗的影响 |
| 3.2.4 电流密度和交流损耗关系的分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 基于异形闭环REBaCuO带材的线圈结构设计和磁场优化 |
| 4.1 异形闭环REBaCuO线圈的结构设计 |
| 4.2 异形闭环REBaCuO线圈的励磁过程 |
| 4.3 异形闭环REBaCuO线圈的电流与磁场分布 |
| 4.3.1 电流分布 |
| 4.3.2 磁场分布 |
| 4.4 异形闭环REBaCuO线圈的磁场均匀度优化 |
| 4.4.1 闭环线圈结构的优化 |
| 4.4.2 辅助线圈的设计 |
| 4.4.3 磁场均匀度的优化 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于异形闭环REBaCuO带材的线圈磁屏蔽效应 |
| 5.1 常规超导线圈的磁场屏蔽效应 |
| 5.2 异形闭环REBaCuO磁屏蔽线圈的设计 |
| 5.2.1 结构设计 |
| 5.2.2 两种屏蔽指标 |
| 5.2.3 模型网格划分方法 |
| 5.3 异形闭环线圈磁场屏蔽效率的计算与优化 |
| 5.3.1 外线圈半径与屏蔽效率的关系 |
| 5.3.2 不同线圈匝数的屏蔽效率 |
| 5.3.3 线圈的屏蔽系数空间分布 |
| 5.3.4 组合线圈对屏蔽效率的优化 |
| 5.3.5 不同外场频率与强度下的屏蔽效率 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 REBaCuO跑道型磁体的设计与电磁仿真 |
| 6.1 跑道型磁体的性能和设计 |
| 6.2 磁场分布与线圈在场载流能力 |
| 6.2.1 磁场分布 |
| 6.2.2 线圈的在场载流能力 |
| 6.3 跑道型磁体的交流损耗 |
| 6.3.1 励磁过程的交流损耗 |
| 6.3.2 稳定运行时的指数损耗和交流损耗 |
| 6.4 本章小结 |
| 第七章 结论与展望 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读博士学位期间公开发表的论文 |
| 作者在攻读博士学位期间参加的会议 |
| 作者在攻读博士学位期间所做的项目 |
| 致谢 |
| 附录1 |
| 附录2 |
（9）经颅磁刺激系统关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题背景 |
| 1.2 经颅磁刺激系统研究现状 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 2 经颅磁刺激系统建模研究 |
| 2.1 课题背景 |
| 2.2 TMS作用原理 |
| 2.3 TMS刺激线圈模型 |
| 2.4 TMS脉冲放电电路模型 |
| 2.5 TMS作用下的神经元响应模型 |
| 2.6 基于神经元动态响应的TMS闭环控制模型 |
| 2.7 本章小结 |
| 3 高性能经颅磁刺激线圈优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 人体头部模型及颅内靶区测试线 |
| 3.3 高刺激强度和高聚焦性刺激线圈的优化设计 |
| 3.4 计及颅内感应电场多重特性的刺激线圈优化设计 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 多样化经颅磁刺激波形发生电路研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 混合多波形经颅磁刺激电路拓扑结构 |
| 4.3 幅值和脉宽可调的新型刺激波形 |
| 4.4 双相四段可控型颅内感应电场波形作用下的神经元响应 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 适用于连续工作的内冷式经颅磁刺激系统研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 内冷式经颅磁刺激系统结构 |
| 5.3 低功耗内冷刺激线圈优化设计 |
| 5.4 基于多物理场耦合分析的冷却参数优化设计 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结及展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录1 攻读博士学位期间的主要论文及专利 |
| 附录2 博士生期间参与的课题研究情况 |
（10）超导重力仪磁悬浮系统的建模及悬浮特性分析（论文提纲范文）
| 作者简介 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.1.1 研究背景 |
| 1.1.2 研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 本文章节安排 |
| 第二章 超导重力仪磁悬浮系统模型 |
| 2.1 相关理论基础 |
| 2.1.1 超导体的基本特性 |
| 2.1.2 电磁场的基本方程 |
| 2.1.2.1 Maxwell方程 |
| 2.1.2.2 Biot-Savart定律 |
| 2.1.2.3 伦敦方程及穿透深度 |
| 2.1.3 亥姆霍兹线圈 |
| 2.2 超导磁悬浮系统 |
| 2.2.1 悬浮系统原理结构 |
| 2.2.2 悬浮系统模型及参数 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 局部模型理论法及磁悬浮力求解 |
| 3.1 基于超导体“局部模型”理论的方法 |
| 3.1.1 超导体的局部模型理论 |
| 3.1.2 载流线圈的空间磁场分布 |
| 3.1.3 单个线圈-超导球系统悬浮力 |
| 3.2 磁悬浮力求解并分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 等效电流环法及悬浮特性分析 |
| 4.1 等效电流环法 |
| 4.1.1 电流环电流 |
| 4.1.2 线性方程组 |
| 4.1.3 电流环与线圈间的作用力 |
| 4.1.4 单个线圈-超导球系统悬浮力 |
| 4.2 计算程序实现 |
| 4.3 单线圈系统的磁悬浮力 |
| 4.3.1 误差分析 |
| 4.3.2 影响悬浮力的相关因素 |
| 4.4 双线圈系统的磁悬浮力及梯度 |
| 4.4.1 磁悬浮力梯度 |
| 4.4.2 单线圈系统的不足 |
| 4.4.3 双线圈系统 |
| 4.4.4 受力叠加 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 全文总结与展望 |
| 5.1 总结 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、圆形载流线圈磁场的空间分布（论文参考文献）
- [1]磁场安培力综合实验仪的研制[J]. 黄运米,蔡建秋,罗海军. 大学物理, 2021(11)
- [2]有限长螺线管磁场均匀性分布的理论分析和可视化研究[J]. 周晓妍,刘世鲲,张树甜,孙敏,陆健,黄德财. 大学物理, 2021(06)
- [3]井中三阶磁梯度张量测量系统研制[D]. 王梓骁. 吉林大学, 2021(01)
- [4]磁驱微米游动机器人的群体调控技术研究[D]. 孙猛猛. 哈尔滨工业大学, 2021
- [5]双定子高温超导励磁场调制电机的分析与设计[D]. 朱新凯. 东南大学, 2021
- [6]大功率无线电能传输系统的电磁能流和生物电磁安全研究[D]. 李万路. 重庆大学, 2020
- [7]EAST装置关键部件运行安全性实时分析算法研究[D]. 潘京. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [8]基于REBaCuO高温超导带材的线圈结构设计与电磁仿真[D]. 池长鑫. 上海大学, 2020(02)
- [9]经颅磁刺激系统关键技术研究[D]. 方晓. 华中科技大学, 2020(01)
- [10]超导重力仪磁悬浮系统的建模及悬浮特性分析[D]. 骆国强. 中国地震局地震研究所, 2020(01)