使用解析函数与PINN组合对复杂螺线管磁场进行精确建模

摘要

我们演示了一种迭代方法，对大型孔径螺线管中稀疏测量的磁场进行建模：组合了拉普拉斯方程级数解的线性最小二乘拟合与在拟合残差上训练的物理信息神经网络（PINN）。新激活函数“DELTAsnake”是对Ziyin等人snake激活函数的改进，允许更强曲率和非单调性；组合模型近似满足麦克斯韦方程组。在Mu2e实验Detector Solenoid的10个玩具测量模拟中，约化χ²从2.15±0.01改进到1.034±0.005，三分量磁场残差RMS范围从0.07–0.37高斯降至0.05–0.07高斯。该方法对霍尔探头校准偏差稳健，并可显著减少精确建模所需的测量次数。