| 【中文题名】 | 产生薄片型均匀磁场永磁机构的优化设计 |
| 【英文题名】 | The Design and Optimization of Permanent Magnet Structure Producing a Slice of Homogeneous Magnetic Field |
| 【学科专业】 | 电工理论与新技术 |
| 【论文级别】 | 硕士论文 |
| 【投稿时间】 | 2007-9-27 |
| 【中关键词】 | 磁共振成像,开放式主磁体,表面响应算法,多目标优化,, |
| 【英关键词】 | MRI,Openly Main Magnet,RSM,Multi-objective Optimization, |
| 【分类导航】 | 工业技术>机械、仪表工业>仪器、仪表>医药卫生器械>诊断检验用器械> |
| 【论文摘要】 |
永磁型磁共振成像(MRI)装置是一种先进的医疗诊断设备，可以用来获得人体内部组织的影像。全开放式永磁MRI装置由于其开放性好，维护成本低等特点，越来越引起人们的注意。主磁体是该装置的核心部件。本文涉及的能产生薄片型均匀磁场的永磁机构正是用作MRI的主磁体。针对如何获得较好的主磁体的问题，本文做了以下方面的研究工作：
首先，在介绍表面响应算法的原理的基础上，总结了当前用于构造表面响应模型的几种插值函数的优缺点，探讨了用径向基函数作插值基函数时形状参数的取法，且将表面响应算法与改进的遗传算法相结合，提出了一种适用于大型电磁场逆问题单目标优化的方法，并且通过编程实现。
其次，详细地介绍了基于遗传算法的多目标优化方法，分析了经典多目标优化方法的优缺点，并且重点分析了典型的非Pareto方法——向量评估遗传算法，及基于Pareto的方法——非劣分类遗传算法(NSGA)和快速最优保留非劣分类遗传算法(NSGA-Ⅱ)。且将表面响应算法引入NSGA-Ⅱ中，使大型电磁场逆问题的多目标优化变得高效省时。同时针对NSGA-Ⅱ中种群不够分散的特点，将原有的交叉算子进行了改进。计算实例表明，本文方法是非常有效... |
| 【论文题纲】 |
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摘要 |
5-6 |
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Abstract |
6-10 |
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1 绪论 |
10-15 |
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1.1 课题的背景及意义 |
10-11 |
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1.2 目前国内外发展现状 |
11-14 |
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1.2.1 磁共振磁体结构的研究现状 |
11-12 |
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1.2.2 优化技术的发展现状 |
12-14 |
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1.3 本论文的主要工作 |
14-15 |
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2 表面响应算法 |
15-28 |
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2.1 表面响应算法简介 |
15-23 |
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2.1.1 利用低阶多项式构造表面响应模型 |
16-18 |
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2.1.2 利用有理函数构造表面响应模型 |
18-19 |
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2.1.3 利用径向基函数构造表面响应模型 |
19-23 |
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2.2 改进的遗传算法 |
23-26 |
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2.3 基于RBF和改进的遗传算法的RSM |
26-28 |
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3 基于RSM的多目标优化 |
28-49 |
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3.1 多目标优化简介 |
28-31 |
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3.2 经典的多目标优化方法 |
31-33 |
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3.2.1 目标权重法 |
31-32 |
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3.2.2 距离函数法 |
32 |
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3.2.3 最小—最大公式法 |
32-33 |
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3.2.4 经典多目标算法的缺陷 |
33 |
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3.3 多目标遗传算法 |
33-43 |
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3.3.1 向量评估遗传算法 |
34-36 |
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3.3.2 非劣分类遗传算法 |
36-40 |
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3.3.3 快速最优保留非劣分类遗传算法 |
40-43 |
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3.4 改进的非劣分类遗传算法 |
43-49 |
|
4 MRI主磁体的设计与优化 |
49-64 |
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4.1 MRI主磁体的设计要求及难点 |
49-50 |
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4.2 现有永磁主磁体结构 |
50-51 |
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4.3 能产生薄片型磁场的开放式永磁机构 |
51-54 |
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4.4 开放式永磁机构的单目标多变量优化 |
54-58 |
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4.5 开放式永磁机构的多目标多变量优化 |
58-61 |
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4.6 优化结果的比较与测量实验 |
61-64 |
|
5 结论 |
64-65 |
|
参考文献 |
65-68 |
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在学研究成果 |
68-69 |
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致谢 |
69 |
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| 【DOI】 | LunWen.ID:2.2008.205637 |
