旋转检测声场合成的多目标优化方法

摘要

本发明公开一种旋转检测声场合成的多目标优化方法，这是一种基于CNSGA-II的算法对旋转声场的合成进行优化的方法。本发明以声束合成理论为基础，采用声束覆盖率、信息携带量和缺陷敏感度作为综合优化目标，通过对超声探头阵列的分布，角度，扩散角等参数的计算，以达到需求声束的合成。CNSGA-II为NSGA-II（非支配遗传算法）的约束优化改进，在快速获得最优Pareto波阵面的同时，保证解集符合各种约束条件。本发明适用于各类圆柱形金属的超声无损探伤。

主权项

1.旋转检测声场合成的多目标优化方法，其特征在该方法包括以下步骤：步骤1：建立多目标优化的优化目标函数其中f₁(x)表示声束覆盖率，f₂(x)表示信息携带量，f₃(x)表示缺陷敏感度， x₁表示探头的间距，x₂表示扩散探头的角度，x₃表示探头与钢管表面的距离；步骤2：建立约束函数c₁为有效声场一定要完全覆盖管材，c₂为声场重叠覆盖率要达到30%；步骤3：多目标优化步骤3-1对种群中的个体按照步骤1中建立的优化目标函数进行适应度计算，并且计算拥挤度和约束违例度，然后根据这三个参数对个体进行非支配排序；具体排序准则是从约束违例度、适应度和拥挤度依次进行，其中无约束违例，适应度高，拥挤度大的个体优先级最高；步骤3-2采用锦标赛原则产生新种群，锦标赛原则就是采用随机抽取N个个体，进行优先级比较，选择优先级低的个体；选择完后进行交叉变异操作，以获得新种群；步骤3-4将新种群和原始种群融合在一起，再进行一次非支配排序，选择优先级高的一批个体作为下一次计算的初始种群，其余部分被淘汰；步骤4：优选根据对某个优化目标的需求度，人为的进行选择或根据模糊集合优选的方式，进行计算机模糊选择。