[发明专利]一种适用于并行计算的磁悬浮工作台磁力模型构建方法

权利要求书

1.一种适用于并行计算的磁悬浮工作台磁力模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用有限差分方法求解磁悬浮执行器磁体阵列的空间磁场分布；为了获取磁体阵列精确的磁场分布情况，对其空间磁场所分布区域进行空间网格划分，将连续的磁场分布转化为离散化的各网格节点磁场强度的大小，运用有限差分方法，对经由麦克斯韦方程组推导得到的拉普拉斯方程进行求解，最终得到空间中各网格结点处磁标量的大小，最终结合麦克斯韦方程求解得到空间各网格结点处磁场强度，各结点处磁场强度表达式为：

其中，B_x(i，j，k)、B_y(i，j，k)、B_z(i，j，k)分别表示在编号为(i,j,k)空间结点处沿x、y以及z方向的磁场强度大小，表示在编号为(i,j,k)空间结点处磁标量的大小，Δh表示网格划分的步进长度；

步骤2：将磁悬浮工作台的线圈积分区域等效为多个高斯节点；离散化求解磁体阵列空间磁场分布的情况下，洛伦兹积分的求解较为困难，无法得到洛伦兹积分的解析解，因此利用高斯积分对洛伦兹积分进行近似求解，该计算方法需要将线圈积分区域转化为多个高斯节点；

步骤3：将所述磁体阵列与所述线圈之间的相互作用等效为所述线圈中高斯节点作用于磁体阵列上磁力及磁力矩的矢量和；运用高斯积分，将线圈与磁体阵列的相互作用转化为线圈中高斯结点与该结点处空间网格结点乘积的求和形式，该形式具有并行化计算特点，适合部署在高性能并行化计算工具上，磁力及磁力矩表达式为：

其中，^cE_jk代表第j块磁体上第k个磁荷节点的坐标，q代表如图3所示将线圈分为四部分区域的索引号，分别代表高斯积分的权重，点^cS坐标为高斯积分节点坐标，其与高斯积分积分点坐标以及线圈的尺寸及位置相关，J为体电流密度。