Nghiên cứu đánh giá hiệu quả cực tiểu hóa dị thường từ trường cho vỏ tàu hình cầu dài bằng các thuật toán tối ưu
205 lượt xemDOI:
https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.82.2022.30-39Từ khóa:
Cuộn dây khử từ; Thuật toán tối ưu; Thuật toán Active-set; Thuật toán Sqp; Thuật toán Interior-Point.Tóm tắt
Nghiên cứu này trình bày các kết quả cực tiểu hóa dị thường từ trường của một vỏ tàu hình cầu dài sử dụng 3 thuật toán tối ưu Active-set, SQP và Interior-Point, để tối ưu hiệu quả bù từ trường bằng các cuộn dây khử từ. Nhóm tác giả tiếp cận bài toán khử từ bằng các mô hình toán học của các vỏ tàu hình cầu dài và từng cuộn dây khử từ bên trong, sau đó, sử dụng 3 thuật toán này để cực tiểu hóa hàm chi phí của bài toán. Các kết quả tối ưu của 3 thuật toán được so sánh và đánh giá định tính dưới dạng quan sát đồ thị và định lượng dưới dạng giá trị RMSE của dị thường từ trường còn lại và giá trị RMS của dị thường từ trường ban đầu. Mục tiêu của nghiên cứu này là đưa ra nhận xét, đánh giá các kết quả cực tiểu hóa bằng 3 thuật toán tối ưu khác nhau, từ đó, đề xuất lựa chọn thuật toán tối ưu phù hợp với mô hình vỏ tàu tương đương.
Tài liệu tham khảo
[1]. Trịnh Đình Cường, Đỗ Đình Dương, Vũ Lê Hà, Đỗ Thị Hương Giang, Phùng Anh Tuấn, “Nghiên cứu xác định dấu vết từ trường của một số mô hình vỏ tàu sắt từ”, Tạp chí Nghiên cứu Khoa học và Công nghệ quân sự, số 68, pp. 80-88, (2020). DOI: https://doi.org/10.54939/1859-1043.j.mst.68.2020.80-88
[2]. J. J. Holmes, “Modeling a Ship’s Ferromagnetic Signatures”, vol. 2, no. 1. 2007. DOI: https://doi.org/10.2200/S00092ED1V01Y200706CEM016
[3]. J. J. Holmes, “Reduction of a Ship’s Magnetic Field Signatures”, Synth. Lect. Comput. Electromagn, vol. 3, no. 1, pp. 1–68, (2008). DOI: https://doi.org/10.2200/S00150ED1V01Y200809CEM023
[4]. J. J. Holmes, “Exploitation of a Ship’s Magnetic Field Signatures”, vol. 3, no. 1. (2008).
[5]. S. M. Makouie and A. Ghorbani, “Comparison between genetic and particle swarm optimization algorithms in optimizing ships’ degaussing coil currents”, Appl. Comput. Electromagn. Soc. J., vol. 31, no. 5, pp. 516–523, (2016).
[6]. S. Hampton, R. A. Lane, R. M. Hedlof, R. E. Phillips, and C. A. Ordonez, “Closed-form expressions for the magnetic fields of rectangular and circular finite-length solenoids and current loops”, AIP Adv., vol.10, no. 6, (2020). DOI: https://doi.org/10.1063/5.0010982
[7]. Elizabeth Wong, “Active-Set Methods for Quadratic Programming”, Doctor of Philosophy, University of California, San Diego, pp 01-11, (2011).
[8]. Schittkowski, K, “An active set strategy for solving optimization problems with up to 200,000,000 nonlinear constraints”, Applied Numerical Mathematics, vol 59, issue 12, pp 2999–3007, (2009). DOI: https://doi.org/10.1016/j.apnum.2009.07.009
[9]. Hongda, L, Zhongli, M. “Optimization of vessel degaussing system based on poly-population particle swarm algorithm”, Proceedings of the 2007 IEEE International Conference on Mechatronics and Automation, pp 3133–3137, (2007).
[10]. Jeung, G., Choi, N. S., Yang, C. S., Chung, H. J., & Kim, D. H, “Indirect fault detection method for an onboard degaussing coil system exploiting underwater magnetic signals”, Journal of Magnetics, vol 19, issue 1, pp. 72–77, (2014). DOI: https://doi.org/10.4283/JMAG.2014.19.1.072
[11]. Sharma, N., & Narang, K, “Magnetic Silencing of Naval Vessels Using Ridge Regression”, International Journal for Research in Applied Science & Engineering Technology (IJRASET), vol 5, issue V, pp. 756–760, (2017).
[12]. Li, G., Zhang, D., Su, Y., Wang, Z., & Tang, W, “Research on Optimization of Degaussing Current of Submarine Based on Improved Cuckoo Algorithm”, Proceedings - 2020 Chinese Automation Congress, pp. 4595–4599, (2020). DOI: https://doi.org/10.1109/CAC51589.2020.9327094
[13]. Xin-She Yang, “Engineering Optimization: An Introduction with Metaheuristic Applications”, John Wiley & Sons Inc, (2018).
[14]. Gondzio, J, “Interior point methods 25 years later”, European Journal of Operational Research, vol 218, issue 3, pp.587–601, (2012). DOI: https://doi.org/10.1016/j.ejor.2011.09.017
[15]. Richard H. Byrd, Mary E. Hribar, and J. N, “An Interior Point Algorithm for Large-Scale Nonlinear Programming”. SIAM Journal on Scientific Computing, vol 9, issue 4, pp. 877–900, (1999). DOI: https://doi.org/10.1137/S1052623497325107
[16]. Boggs, P. T., & Tolle, J. W. “Sequential Quadratic Programming”. Acta Numerica, vol 4, pp. 01–51, (1995). DOI: https://doi.org/10.1017/S0962492900002518
[17]. Richard M. Mack, Wingo, R. A, “Ship degaussing system and algorithm”, US Patent, No. US6965505B1, (2005).
