一种基于等效电流源模型的PPM结构逆分析方法及装置

一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法及装置
技术领域
1.本发明涉及周期永磁聚焦系统ppm技术领域，具体涉及一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法及装置。


背景技术：

2.ppm(周期永磁聚焦系统)的优点在于体积小、质量轻，其体积和质量只有均匀永磁系统或螺旋管聚焦系统的1/5甚至更小；此外，ppm不会消耗功率，采用ppm结构更节省功率，还能方便地实现包装式结构，因而得到了广泛的应用。
3.在太赫兹频段，由于频率很高使得电子光学系统结构中的关键尺寸很小，电子传输通道窄。高频率器件中的电子枪通常要求有高电流密度、大面积压缩比，因此要想得到脉动小和层流性好的电子注，对磁聚焦系统的设计要求也更加苛刻。此外，传统的ppm结构分析优化多为直接通过cst等仿真软件建模仿真优化，正向分析出符合指标要求的ppm结构，然而需要调整优化的结构参数和设计指标较多，耗费的时间也较长。因此ppm结构的分析及仿真计算耗费了大量时间和精力，为电子光学系统的仿真设计带来了很大困扰，严重阻碍了电子光学系统的发展。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是现有技术电子光学系统ppm结构正向分析过程过于冗长，以至于浪费大量时间成本的问题。本发明目的在于提供一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法及装置，以解决电子光学系统ppm结构正向分析过程过于冗长，以至于浪费大量时间成本的问题，将有效促进电子光学系统的发展。
5.本发明通过下述技术方案实现：
6.第一方面，本发明提供了一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，该方法包括：
7.获取电子注参数，根据所述电子注参数计算使得电子注波动小、层流性好的ppm结构的基础参数；
8.初始化ppm结构，根据所述ppm结构的基础参数对所述ppm结构进行ppm结构的结构参数初始化，得到ppm初始结构；
9.根据ppm初始结构的极靴，由极靴材料确定极靴材料的最大磁场；
10.根据所述ppm初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析，得到满足要求的ppm最终结构。
11.其中，本发明涉及三个对象，高频结构、ppm结构和电子注，电子注是穿过高频结构的，然而，电子注穿过高频结构时常会造成电子注的发散；所以在高频结构外围设置有ppm结构，通过ppm结构来限定电子注在一定范围内波动。
12.本发明一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，编写程序只需要极短的时间(2min左右)即可计算得出满足设计需求的ppm最终结构，无需再通过电磁仿真软件正
向设计，不再需要大量的仿真计算，因此节省了大量的时间成本，同时也减少了大量的人为操作，极大程度上促进了电真空器件电子光学系统设计的发展。
13.进一步地，所述ppm结构的基础参数包括均匀磁场峰值b0、ppm结构单周期长度的范围和周期数目n。
14.进一步地，所述周期数目n是通过高频结构长度得到。
15.进一步地，所述均匀磁场峰值b0的计算表达式为：
16.b0＝δb
0b
[0017][0018][0019]
式中，δ为行波管的系数，对于小功率连续波工作的行波管，δ取1.4～1.6；对于中、大功率或脉冲工作的行波管，δ取1.6～1.8；b
0b
为理想磁场值；bb为布里渊磁场；i为电子枪区域射出的电子注的电流，v为电子枪区域射出的电子注的电压，rb为电子注半径；
[0020]
所述ppm结构单周期长度的范围的计算表达式为：
[0021][0022]
式中，l为ppm结构单周期长度。
[0023]
进一步地，所述ppm结构的结构参数包括横向参数、轴向参数和剩磁；所述横向参数包括极靴头内半径r
f1
、极靴头外半径r
f2
、极靴高度r3、磁环内半径r
m1
和磁环外半径r
m2
；所述轴向参数包括磁环厚度t，极靴厚度t
p
，极靴间隙g；
[0024]
所述极靴头内半径r
f1
是由高频结构确定；所述极靴头外半径r
f2
、极靴高度r3、磁环内半径r
m1
和磁环外半径r
m2
均是由所述极靴头内半径r
f1
来确定；所述磁环厚度t、极靴厚度t
p
均是根据所述周期l来确定；所述极靴间隙g等于使得中间磁场峰值b-peak取到最大值时的极靴间隙值；所述剩磁br是预设给定。
[0025]
进一步地，所述考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析的具体步骤为：
[0026]
步骤a，计算ppm结构的最大磁场，并将所述ppm结构的最大磁场与所述极靴材料的最大磁场进行比较：若所述ppm结构的最大磁场小于等于预设系数乘以所述极靴材料的最大磁场，则执行步骤b；若所述ppm结构的最大磁场大于预设系数乘以所述极靴材料的最大磁场，则通过减小所述ppm结构的最大磁场进行修正；其中，预设系数取0.6～0.8，比如可以取0.7。
[0027]
步骤b，通过迭代算法计算出等效磁环内径r
′
m1
，使采用考虑极靴影响的无限长ppm快速计算方法与不考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法得到的中间磁场峰值相等；并把等效磁环内径r
′
m1
代入不考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法中，得到考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法，即考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型；
[0028]
步骤c，采用所述考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型计算当前ppm结构各个磁场峰值p1,p2,
…
,pi,
…
,pn；
[0029]
步骤d，计算差值δpi＝p
i-di，di为期望的磁场峰值；pi为计算出的当前ppm结构各个磁场峰值；进行差值与预设的容许误差值判断：若差值的绝对值的最大值小于等于预设的容许误差值，则输出当前ppm结构作为ppm最终结构；若差值的绝对值的最大值大于预设的容许误差值，则进行差值与零值的比较判断，并进行相应修正，并返回步骤a进行重新计算。
[0030]
进一步地，所述ppm初始结构的最大磁场的计算表达式为：
[0031][0032]
p
t
＝p1 p2 p3[0033]ft
＝bd·a[0034][0035][0036][0037][0038][0039][0040][0041][0042]
式中，b
max
为ppm初始结构的最大磁场；f
t
为磁块能产生的总磁通；p1为第一条磁通路径；p2为第二条磁通路径；p3为第三条磁通路径；p
t
为磁通路径和；r
f1
为极靴头内径；r
f2
为极靴头外径；bd为加载线与退磁曲线交点纵坐标；μ为磁导率；a为磁环横向截面面积；k为退磁曲线斜率；f2(2nr
f1
/l)为第一中间变量函数；f3(2nr3/l)为第二中间变量函数；i0为零阶第一类修正贝塞尔函数；i1为阶第一类修正贝塞尔函数；k0为零阶第二类修正贝塞尔函数；k1为阶第二类修正贝塞尔函数。
[0043]
进一步地，所述的若差值的绝对值的最大值大于预设的容许误差值，则进行差值与零值的比较判断，并进行相应修正；具体包括：
[0044]
若差值δpi＞0，则减小对应磁场峰值，进而减小磁场；具体通过增大g去减小磁场峰值，对极靴间隙g进行修正：[gi]
n 1
＝1.1
·
[gi]n；
[0045]
若差值δpi＜0，则增大对应磁场峰值，进而增大磁场；具体通过增大br使得磁场峰值增大[b
ri
]
n 1
＝1.1
·
[b
ri
]n。
[0046]
进一步地，该方法还包括：对所述ppm最终结构进行磁场增大或者磁场减小的调节优化，通过微调磁环内外半径r
m1
,r
m2
及极靴外径r
f2
进行刺伤增大或者磁场减小；r
m1
减小，r
m2
增大，r
f2
减小均可使得磁场增大；r
m1
增大，r
m2
减小，r
f2
增大均可使得磁场减小。
[0047]
第二方面，本发明又提供了一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析装置，该装置支持所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，该装置包括：
[0048]
获取单元，用于获取电子注参数；
[0049]
ppm结构的基础参数计算单元，用于根据所述电子注参数计算ppm结构的基础参数；
[0050]
ppm初始结构初始化单元，用于初始化ppm结构，根据所述ppm结构的基础参数对所述ppm结构进行ppm结构的结构参数初始化，得到ppm初始结构；
[0051]
极靴材料的最大磁场确定单元，用于根据ppm初始结构的极靴，由极靴材料确定极靴材料的最大磁场；
[0052]
逆分析计算单元，用于根据所述ppm初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析，得到满足要求的ppm最终结构；
[0053]
输出单元，用于输出所述ppm最终结构。
[0054]
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0055]
1、本发明通过结合电子光学系统的联调确定出ppm结构，而现有ppm结构是设计出来以后再和电子注进行联调的。
[0056]
2、本发明通过迭代算法得出一个等效的等效磁环内径r
′
m1
后代入已有的不考虑极靴影响的有限长ppm的快速计算方法，从而建立了一个考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法模型。
[0057]
3、本发明计算非常快速，耗时几分钟。传统ppm设计耗时几天甚至几周几个月太长了，因为仿真计算特别耗时。本发明编写程序只需要极短的时间(2min左右)即可计算得出满足设计需求的ppm最终结构，无需再通过电磁仿真软件正向设计，不再需要大量的仿真计算，因此节省了大量的时间成本，同时也减少了大量的人为操作，极大程度上促进了电真空器件电子光学系统设计的发展。
附图说明
[0058]
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
[0059]
图1为本发明一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法流程图。
[0060]
图2为本发明ppm初始结构示意图。
[0061]
图3为本发明计算出的中间磁场峰值b-peak关于极靴间隙g的变化图。
[0062]
图4为本发明极靴材料的b-h曲线图。
[0063]
图5为本发明计算出的最大磁场b
max
关于极靴高度r3的变化图。
[0064]
图6为不考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型示意图。
[0065]
图7为本发明考虑极靴影响的无限长ppm结构等效为考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型结构示意图。
[0066]
图8为本发明逆分析出的ppm结构轴向磁场分布图。
[0067]
图9为本发明计算出的中间磁场峰值b-peak关于磁环内径r
m1
的变化图。
[0068]
图10为本发明计算出的中间磁场峰值b-peak关于磁环外径r
m2
的变化图。
[0069]
图11为本发明计算出的中间磁场峰值b-peak关于极靴头外径r
f2
的变化图。
[0070]
图12为本发明实施例3一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析装置结构示意图。
[0071]
图13为本发明实施例4一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析装置结构示意图。
具体实施方式
[0072]
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
[0073]
实施例1
[0074]
如图1所示，本发明一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，该方法包括：
[0075]
获取电子注参数，根据所述电子注参数计算ppm结构的基础参数；
[0076]
初始化ppm结构，根据所述ppm结构的基础参数对所述ppm结构进行ppm结构的结构参数初始化，得到ppm初始结构；
[0077]
根据ppm初始结构的极靴，由极靴材料确定极靴材料的最大磁场；
[0078]
根据所述ppm初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析，得到满足要求的ppm最终结构。
[0079]
其中，本发明涉及三个对象，高频结构、ppm结构和电子注，电子注是穿过高频结构的，然而，电子注穿过高频结构时常会造成电子注的发散；所以在高频结构外围设置有ppm结构，通过ppm结构来限定电子注在一定范围内波动。
[0080]
具体实施如下：
[0081]
步骤1，获取电子注参数，根据所述电子注参数计算ppm结构的基础参数；所述ppm结构的基础参数包括均匀磁场峰值b0、ppm结构单周期长度的范围和周期数目n。具体包括：
[0082]
获取子枪区域射出的电子注参数，电子注参数包括：电子枪区域射出的电子注的电压v、电子注的电流i，电子注半径rb；
[0083]
根据所述电子注参数，计算得到布里渊磁场bb，计算公式为：
[0084][0085]
根据布里渊磁场bb，计算得到电子注能够稳定传输的均匀磁场峰值b0以及ppm结构周期l的范围，周期数目n则由高频结构长度换算得到；
[0086]
[0087]
b0＝δb
0b
[0088]
式中，δ为行波管的系数，对于小功率连续波工作的行波管，δ取1.4～1.6；对于中、大功率或脉冲工作的行波管，δ取1.6～1.8；b
0b
为理想磁场值；bb为布里渊磁场；i为电子枪区域射出的电子注的电流，v为电子枪区域射出的电子注的电压，rb为电子注半径；
[0089]
所述ppm结构单周期长度的范围的计算表达式为：
[0090][0091]
式中，l为ppm结构单周期长度。
[0092]
取ppm结构单周期长度l为范围内的典型值，如再给定过渡区磁场为均匀磁场峰值的60％，可以得到初始磁场分布，将电子注参数代入其中进行联调，判断电子注波动情况，若则表明波动较小，否则调整过渡磁场大小、周期l、电子注与磁场的相对位置，直到满足电子注波动较小即为止(r
max
为整个作用区中电子注最大半径，即联调时电子注的最大半径；r
min
为整个作用区中电子注最小半径，即联调时电子注的最小半径)。至此，可以得到确定的磁场分布，即期望的各个磁场峰值的大小d1,d2,
…
，di，
…
，dn及周期l。
[0093]
步骤2，初始化ppm结构，根据所述ppm结构的基础参数对所述ppm结构进行ppm结构的结构参数初始化，得到ppm初始结构；具体包括：
[0094]
ppm初始结构如图2所示，极靴头内径r
f1
由高频结构确定，周期l已确定，给定极靴头外径r
f2
与磁环内半径r
m1
相等都为1.25r
f1
，极靴高度r3与磁环外径r
m2
相等都为6.5r
f1
，磁环厚度极靴厚度极靴间隙g＝g0,剩磁br＝1.05t，至此，ppm初始结构确定；
[0095]
其中，利用有限长ppm磁场快速计算的等效电流源模型对极靴间隙g扫参，计算出中间磁场峰值b-peak关于g的变化曲线，g0为使得b-peak取到最大值时的极靴间隙值。如图3所示，，图3中横坐标g为极靴间隙(单位mm)，纵坐标b-peak为ppm结构中间磁场峰值(单位t)，图中的g0为极靴间隙初值。
[0096]
步骤3，根据ppm初始结构的极靴，由极靴材料的b-h曲线确定极靴材料的最大磁场b
p-max
；如图4所示，图4中，横坐标h为极靴材料外磁场强度(单位a/m)，纵坐标b为极靴材料磁通密度(单位t)。
[0097]
步骤4，根据所述ppm初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析，得到满足要求的ppm最终结构。具体包括：
[0098]
步骤a，采用下式计算ppm结构的最大磁场b
max
，如图5所示，图5中，横坐标r3为极靴高度(单位mm)，纵坐标b
max
为ppm结构中能够产生的最大磁场(单位t)；并将所述ppm结构的最大磁场与所述极靴材料的最大磁场进行比较：若所述ppm结构的最大磁场小于等于预设系数乘以所述极靴材料的最大磁场(即b
max
≤0.7b
p-max
)，则执行步骤b2；若所述ppm结构的最
大磁场大于预设系数乘以所述极靴材料的最大磁场(即b
max
＞0.7b
p-max
)，则执行步骤b1；
[0099]
其中，预设系数取0.6～0.8，本实施例中取0.7。
[0100]
所述ppm初始结构的最大磁场的计算表达式为：
[0101][0102]
p
t
＝p1 p2 p3[0103]ft
＝bd·a[0104][0105][0106][0107][0108][0109][0110][0111][0112]
式中，b
max
为ppm初始结构的最大磁场；f
t
为磁块能产生的总磁通；p1为第一条磁通路径；p2为第二条磁通路径；p3为第三条磁通路径；p
t
为磁通路径和；r
f1
为极靴头内径；r
f2
为极靴头外径；bd为加载线与退磁曲线交点纵坐标；μ为磁导率；a为磁环横向截面面积；k为退磁曲线斜率；f2(2nr
f1
/l)为第一中间变量函数；f3(2nr3/l)为第二中间变量函数；i0为零阶第一类修正贝塞尔函数；i1为阶第一类修正贝塞尔函数；k0为零阶第二类修正贝塞尔函数；k1为阶第二类修正贝塞尔函数。
[0113]
步骤b1，通过减小所述ppm结构的最大磁场进行修正；b
max
偏大，极靴高度r3与b
max
存在一一对应的关系，且随着r3的增大，b
max
单调递减，故可通过增大极靴高度r3使b
max
减小，[r3]
n 1
＝[r3]n 0.5，直到满足b
max
≤0.7b
p-max
为止。
[0114]
步骤b2，通过迭代算法计算出等效磁环内径r
′
m1
，使采用考虑极靴影响的无限长ppm快速计算方法与不考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法得到的中间磁场峰值相等；并把等效磁环内径r
′
m1
代入不考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法中，得到考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法，即考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型；
[0115]
其中，图6为不考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型示意图，图6中br为磁环剩磁，i
′
为等效电流密度。图7为本发明考虑极靴影响的无限长ppm结构等效为考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型结构示意图。
[0116]
步骤c，采用所述考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型计算当前ppm结构各个磁场峰值p1,p2,
…
,pi,
…
,pn；
[0117]
步骤d，计算差值δpi＝p
i-di，di为期望的磁场峰值；pi为计算出的当前ppm结构各个磁场峰值；进行差值与预设的容许误差值判断：若差值的绝对值的最大值小于等于预设的容许误差值(即max|δpi|≤tolerable_error，tolerabl_error为预设的容许误差值)，则输出当前ppm结构作为ppm最终结构；否则，即若差值的绝对值的最大值大于预设的容许误差值，则进行差值与零值的比较判断，并进行相应修正，并返回步骤a进行重新计算。
[0118]
具体地，所述的若差值的绝对值的最大值大于预设的容许误差值，则进行差值与零值的比较判断，并进行相应修正；具体包括：
[0119]
若差值δpi＞0，则需要减小对应磁场峰值，计算出的中间磁场峰值随着极靴间隙g变化的函数图表明，在最高点之后，随着g的增大，磁场峰值会随之减小。则可以通过增大g去减小磁场峰值，对g进行修正：[gi]
n 1
＝1.1
·
[gi]n；
[0120]
若差值δpi＜0，则需要增大对应磁场峰值，br与磁场大小之间存在一一对应关系，故可以增大br使得磁场峰值增大[b
ri
]
n 1
＝1.1
·
[b
ri
]n。
[0121]
本发明描述中的实施步骤4中的考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法是通过迭代算法计算出等效磁环内径r
′
m1
，使考虑极靴影响的无限长ppm与不考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法得到的中间磁场峰值相等，即可得到考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型快速计算方法。则之后ppm的计算均可采用磁环内径为r
′
m1
的不考虑极靴影响的有限长ppm等效电流源模型进行计算。
[0122]
为了表明前述方法的有效性，现以计算实例验证，选取的电子注参数为电压v＝17kv，电流i＝38ma，电子注半径rb＝0.04mm，利用本发明一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，得到的ppm最终结构轴向磁场分布如图8所示，最大误差不超过3％。图8中横坐标为轴向距离(单位mm)，纵坐标为ppm轴向磁场强度(单位t)。
[0123]
图9为本发明计算出的中间磁场峰值b-peak关于磁环内径r
m1
的变化图，图9中横坐标r
m1
为磁环内径(单位mm)，纵坐标b-peak为ppm结构中间磁场峰值(单位t)。
[0124]
图10为本发明计算出的中间磁场峰值b-peak关于磁环外径r
m2
的变化图，图10中横坐标r
m2
为磁环外径(单位mm)，纵坐标b-peak为ppm结构中间磁场峰值(单位t)。
[0125]
图11为本发明计算出的中间磁场峰值b-peak关于极靴头外径r
f2
的变化图，图11中横坐标r
f2
为极靴头外径(单位mm)，纵坐标b-peak为ppm结构中间磁场峰值(单位t)。
[0126]
本发明一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，第一，通过结合电子光学系统的联调确定出ppm结构，现有的ppm结构是设计出来以后再和电子注进行联调的。第二，本发明通过迭代算法得出一个等效的等效磁环内径r
′
m1
后代入已有的不考虑极靴影响的有限长ppm的快速计算方法，从而建立了一个考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法模型。第三，本发明计算非常快速，耗时几分钟。传统ppm设计耗时几天甚至几周几个月太长了，因为仿真计算特别耗时。本发明编写程序只需要极短的时间(2min左右)即可计算得出满足设计需求的ppm最终结构，无需再通过电磁仿真软件正向设计，不再需要大量的仿真计算，因
此节省了大量的时间成本，同时也减少了大量的人为操作，极大程度上促进了电真空器件电子光学系统设计的发展。
[0127]
实施例2
[0128]
如图1至图11所示，本实施例与实施例1的区别在于，该方法还包括：对所述ppm最终结构进行磁场增大或者磁场减小的调节优化，通过微调磁环内外半径r
m1
,r
m2
及极靴外径r
f2
进行刺伤增大或者磁场减小；r
m1
减小，r
m2
增大，r
f2
减小均可使得磁场增大；r
m1
增大，r
m2
减小，r
f2
增大均可使得磁场减小。
[0129]
实施例3
[0130]
如图12所示，本实施例与实施例1的区别在于，本实施例提供了一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析装置，该装置支持实施例1所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，该装置包括：
[0131]
获取单元，用于获取电子注参数；
[0132]
ppm结构的基础参数计算单元，用于根据所述电子注参数计算ppm结构的基础参数；
[0133]
ppm初始结构初始化单元，用于初始化ppm结构，根据所述ppm结构的基础参数对所述ppm结构进行ppm结构的结构参数初始化，得到ppm初始结构；
[0134]
极靴材料的最大磁场确定单元，用于根据ppm初始结构的极靴，由极靴材料确定极靴材料的最大磁场；
[0135]
逆分析计算单元，用于根据所述ppm初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析，得到满足要求的ppm最终结构；
[0136]
输出单元，用于输出所述ppm最终结构。
[0137]
各个单元的执行过程按照实施例1所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法流程步骤执行即可，此实施例中不再一一赘述。
[0138]
实施例4
[0139]
如图13所示，本实施例与实施例2的区别在于，本实施例提供了一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析装置，该装置支持实施例2所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法，该装置包括：
[0140]
获取单元，用于获取电子注参数；
[0141]
ppm结构的基础参数计算单元，用于根据所述电子注参数计算ppm结构的基础参数；
[0142]
ppm初始结构初始化单元，用于初始化ppm结构，根据所述ppm结构的基础参数对所述ppm结构进行ppm结构的结构参数初始化，得到ppm初始结构；
[0143]
极靴材料的最大磁场确定单元，用于根据ppm初始结构的极靴，由极靴材料确定极靴材料的最大磁场；
[0144]
逆分析计算单元，用于根据所述ppm初始结构及所述极靴材料的最大磁场，采用考虑极靴影响的有限长ppm快速计算方法对所述ppm初始结构进行逆分析，得到满足要求的ppm最终结构；
[0145]
优化单元，用于对所述ppm最终结构进行磁场增大或者磁场减小的调节优化，得到
调节后的ppm最终结构；具体通过微调磁环内外半径r
m1
,r
m2
及极靴外径r
f2
进行刺伤增大或者磁场减小；r
m1
减小，r
m2
增大，r
f2
减小均可使得磁场增大；r
m1
增大，r
m2
减小，r
f2
增大均可使得磁场减小；
[0146]
输出单元，用于输出所述调节后的ppm最终结构。
[0147]
各个单元的执行过程按照实施例2所述的一种基于等效电流源模型的ppm结构逆分析方法流程步骤执行即可，此实施例中不再一一赘述。
[0148]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0149]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0150]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0151]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0152]
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。