Μελέτη Αβεβαιότητας Μετρήσεων Και Μοντελοποίησης Μαγνητικού Πεδίου Με Εφαρμογή Επίτευξης Μαγνητικής Καθαρότητας Σε Διαστημικές Αποστολές

Abstract

Η παρούσα διπλωματική εργασία έχει στόχο τη μελέτη της ηλεκτρομαγνητικής συμβατότητας και των παρεμβολών σε συστήματα μέτρησης μαγνητικού πεδίου στα πλαίσια των διαστημικών αποστολών. Κεντρικός άξονας είναι η διερεύνηση του εσωτερικού χώρου του διαστημικού οχήματος και ο εντοπισμός όλων εκείνων των υποσυστημάτων και τμημάτων του εξοπλισμού τα οποία χρήζουν ιδιαίτερη προσοχή εξαιτίας των διαταραχών που προκαλούν στη μαγνητική καθαρότητα στο περιβάλλον λειτουργίας τους.Στο πρώτο μέρος της εργασίας περιγράφεται η διαδικασία μοντελοποίησης (Multiple Magnetic Dipole Model, MDM) της εκάστοτε συσκευής που έχει τεθεί υπό έλεγχο, με τη χρήση της στοχαστικής μεθόδου βελτιστοποίησης των Γενετικών Αλγορίθμων, που στοχεύει στη εύρεση των παραμέτρων του βέλτιστου μοντέλου διπόλων (θέσεις και μαγνητικές ροπές διπόλων), το παραγόμενο μαγνητικό πεδίο του οποίου θα προσεγγίζει με όσο το δυνατόν μεγαλύτερη ακρίβεια το πεδίο που παράγει στη πραγματικότητα η υπό εξέταση συσκευή. Απαραίτητη προϋπόθεση για τη επίλυση του προβλήματος βελτιστοποίησης αποτελεί η λήψη μετρήσεων μαγνητικού πεδίου γύρω από το δοκιμαστικό εξοπλισμό υπό πραγματικές συνθήκες στις ειδικά διαμορφωμένες Mobile Coil Facilities (MCF) εγκαταστάσεις. Ωστόσο, λόγω αδυναμίας μέτρησης πραγματικών τιμών πεδίου δημιουργήθηκαν μέσω αλγορίθμων, σετ μετρήσεων που αντιστοιχούν στις τιμές αυτές. Στο δεύτερο μέρος της εργασίας μελετάται η αβεβαιότητα που εισάγεται στο παραγόμενο βέλτιστο μοντέλο εξαιτίας της μη σωστής τοποθέτησης και ευθυγράμμισης της υπό εξέταση συσκευής πάνω στη περιστρεφόμενη πλάκα (EUT position and alignment uncertainty). Επειδή, όπως αναφέρθηκε δεν ήταν εφικτό να ληφθούν πραγματικές μετρήσεις γύρω από τη δοκιμαστική συσκευή σε MCF εγκαταστάσεις, στα πλαίσια ανάλυσης της αβεβαιότητας, κρίθηκε αναγκαία η δημιουργία ενός νέου σετ μετρήσεων μαγνητικού πεδίου, με τη χρήση κατάλληλου αλγορίθμου, που αντιστοιχεί σε μετρήσεις πεδίου οι οποίες θα λαμβάνονταν στη περίπτωση που το δοκίμιο δεν είχε τοποθετηθεί και ευθυγραμμιστεί σωστά πάνω στη πλάκα.Στο τέλος, παρουσιάζεται μια στατιστική ανάλυση των τιμών των συντεταγμένων των θέσεων των διπόλων των μοντέλων καθώς και των τιμών του μαγνητικού πεδίου που υπολογίστηκαν κατά τη διαδικασία μοντελοποίησης (MDM), η οποία συνοδεύεται με τα αντίστοιχα ιστογράμματα.