仪器仪表学报

作者：金 亮，冯 时，杨庆新，曹佳豪

单位：金 亮,1. 天津工业大学 天津市电工电能新技术重点实验室，2. 河北工业大学 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,,冯 时,1. 天津工业大学 天津市电工电能新技术重点实验室,,杨庆新,2. 河北工业大学 省部共建电工装备可靠性与智能化国家重点实验室,,曹佳豪,1. 天津工业大学 天津市电工电能新技术重点实验室,

关键词：电磁超声换能器;多目标优化设计;NSGA-Ⅲ;多指标加权灰靶决策模型;换能效率

基金：国家自然科学基金面上项目(51977148,51577132)资助

电磁超声换能器(EMAT)的设计与优化是一个变量多、分析复杂和优化难度大的多目标优化问题。通过建立的电磁超声换能器电磁-力-声有限元模型,得到了洛伦兹力、磁致伸缩效应、感应电流密度和振动位移等优化目标的样本集,构建了多支持向量机的代理模型。提出一种基于参考点和拥挤度相结合的改进NSGA-Ⅲ优化方法,对优化目标进行优化设计,并通过多指标加权灰靶决策模型从Pareto解集中选择最满意的优化方案。将计算结果与其他优化方法进行对比,改进NSGA-Ⅲ算法在复杂多目标问题中有更好的计算效果。通过实验验证了优化过程的合理性和优化结果的准确性。结果表明,优化后电磁超声换能器检测信号提升约25%,有效提高换能效率,为电磁超声换能器参数优化提供了一种新思路。

来源：2021年第1期

《仪器仪表学报》期刊编辑部

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