高频LLC变换器平面磁集成矩阵变压器的优化设计

为了进一步提高应用于低压大电流场合中的LLC谐振变换器的效率和功率密度,减小器件并联带来的不均流和局部过热等问题,输入侧绕组串联、输出侧绕组并联的平面磁集成矩阵变压器得到广泛使用。然而,传统矩阵变压器大多采用分离磁心实现,产生的绕组损耗和磁心损耗较大,同时也限制了功率密度的提高。该文基于磁通抵消原理,将原来需要独立磁心实现的矩阵变压器集成到单个磁心中实现,进一步减小了磁心体积和磁心损耗;同时给出一种变压器绕组损耗和磁心损耗计算模型,并基于该损耗模型提出一种磁心损耗与磁心所占印制电路板面积的折中优化设计方法。最后,采用高频宽禁带氮化镓器件,设计了一个功率400W、谐振频率1.5MHz的实验样机,验证了所提平面磁集成矩阵变压器优化设计方法的正确性和有效性。

基于设计结构矩阵的过程模型优化算法综述

设计结构矩阵是项目管理和调度的强有力工具,为了将它有效地应用于各领域的设计过程管理,对DSM的优化算法进行了分类,阐述了各类算法的基本原理和步骤,对各类算法的优缺点进行了分析比较。

基于结构耦合矩阵的主动再制造优化设计

在再制造设计阶段,由于零件结构间的相互耦合,片面优化局部结构而导致零件整体性能劣化的现象时有发生。为解决这一问题,提出结构耦合矩阵的概念,建立了结构耦合函数矩阵来表征结构强度与结构特征参数的映射关系,并建立了结构影响因子矩阵来反映结构强度受结构特征参数的影响程度。给出基于结构耦合矩阵的再制造优化设计方法,以零件整体强度优化为目标进行参数优化设计,实现了零件整体性能提升。以6L240型号柴油机曲轴为例,验证了该方法的有效性和可行性。

基于权矩阵分析法的微型离心泵多目标正交优化设计

针对微型离心泵设计时缺乏理论公式指导的问题,采取基于权矩阵分析的多目标正交试验方法,进行微型泵叶轮设计参数优化研究。采用CFD方法对正交试验方案进行数值模拟,并根据模拟结果计算出影响扬程、效率和功率3种考察指标的各因素各水平的权重值大小,确定离心泵叶轮的优化方案。比较优化方案和原方案的内外特性,结果发现,在设计工况下,优化方案的效率提高约10%,功率下降56%以上。该方法为后续微型离心泵优化设计提供了理论基础。

基于设计结构矩阵的过程系统优化方法

明确了过程系统优化对现代企业管理以及设计结构矩阵对过程系统优化的重要性;对设计结构矩阵的定义、特性和基于设计结构矩阵的过程系统建模步骤进行了详细介绍。研究结果表明DSM是一种有效的建模方法,能够为企业过程系统的结构改善、过程优化等提供有力支持。

7.5cm 372×276象素a-Si TFT有源矩阵的优化设计及制作工艺研究

研究了7.5cm372×276象素a－SiTFT有源矩阵的优化设计理论，讨论了材料物理参数和器件结构参数时器件性能的影响，并对其制作工艺进行了系统研究。

基于设计结构矩阵的大型复杂机场项目前期进度优化

大型复杂机场项目前期阶段通常会存在任务复杂繁多且耗时较长的进度管理问题,针对这些问题,提出了前期工作管理思路,通过识别开工路径和建立前期工作概念模型梳理前期工作内容来确定关键工序。在此基础上,引入活动重叠思想,利用三元参数组建立基于设计结构矩阵(DSM)的工期计算模型,将关键工序导入到模型中,通过算法确定工序逻辑关系和缩短项目前期工作周期。以某机场项目为实例,将DSM矩阵有效地应用在项目前期进度管控中,为大型机场项目进度管理提供借鉴和指导。

基于模拟退火算法的设计结构矩阵分析优化

研究产品设计过程效率问题,设计结构矩阵对产品设计过程进行建模,依据设计结构矩阵的原理及优化理论,通过图论方法分析优化了简单设计过程,针对强耦合设计任务块的问题,无法使用图论方法寻找耦合任务块和对耦合任务块进行优化,为了缩短生产过程的执行时间,使用模拟退火算法进行DSM分析优化。在算法的设计上对DSM进行n进制数字编码,新状态函数产生采用n进制编码两点互换法,新状态接受函数使用Metropolis重点抽样原则产生,根据实际问题的规模选取了直线降温的退火函数,仿真试验证明,合理选取终止温度作为最优解的终止条件,应用上述关键技术可以取得满意的结果,虚拟卫星太阳翼为例验证了算法的可行性。

基于等效刚度矩阵的复合材料机翼盒段优化设计

通过刚度矩阵转换,将复合材料层合板等效成正交各向异性材料板,并采用beam单元模拟加筋桁条。将机翼盒段的蒙皮厚度和加筋桁条面积作为设计变量,机翼盒段的质量作为目标函数,运用多岛遗传算法和序列二次规划算法相结合的优化方法,对多变量、多约束条件下的大展弦比复合材料机翼进行结构优化设计。通过算例分析,机翼的复合材料结构质量下降了9.55%,优化时间较短。

线性矩阵不等式及其在结构优化设计中的应用

介绍了半定规划及线性矩阵不等式 (LMI)的基本概念和方法 ,给出其在结构优化设计应用中的一种LMI形式 ,并以一个简单桁架结构为算例。

基于传递矩阵法车用抗性消声器结构优化设计

专用汽车的发动机功率大、排气流量大、排气温度高等特点,因此,抗性消声器成为降低排气噪声的重要装置,采用传递矩阵分析法对抗性消声器性能进行频域分析。针对多腔体、具有并联结构的复杂抗性消声器各参数对传递损失的影响,使用传递矩阵分析法对其结构进行优化设计。利用声学运动方程、连续性方程及四子参数法推导其传递矩阵,获得传递损失曲线。为提高消声器的效率,应用Matlab将基本消声单元进行模块化设计,搭建消声器实验台,对比实验分析和理论计算消声器的传递损失。结果可知:使用传递矩阵分析法所建模型能达到较高的预测精度;中间腔容积的变化对消声器消声性能有较大影响;通过调节隔板位置获得消声器内部各腔最佳容积,此时的消声量达到11d B,满足实际要求。

鲁棒性观测矩阵优化设计及其在机械故障诊断中的应用

在机械设备故障诊断系统中应用压缩感知(CS)可以有效缓解故障诊断系统数据的传输和存储压力。将观测矩阵的优化设计方法引入机械设备故障诊断系统中。结合机械信号信噪比(SNR)较低的特点,在分析不同观测矩阵优化框架抗噪性能的基础上,得出适用于机械信号的鲁棒性观测矩阵优化框架。基于该优化框架,推导出一种比现有求解方法计算复杂度更低的解析解,提高了优化观测矩阵的求解速度。数值仿真和实验结果表明,所提方法得到的优化观测矩阵具有良好的鲁棒性和更高的计算效率,相比现有的优化观测矩阵和常用的随机矩阵,所提方法可以在更低的信噪比和压缩比下有效地重构机械故障信号。

Viterbi算法矩阵描述及硬件设计优化

提出了Viterbi译码算法的一种矩阵描述方法;基于该矩阵描述设计了一种双向并行结构的Viterbi译码器,并根据正反向状态转移矩阵规律,以状态机实现正反向状态转移矩阵,有效地降低了存储资源的消耗,提高了译码运算速度;并进一步通过对累计度量值和幸存路径信息的优化,减少了约一半数据存储量;采用UMC 0.18um工艺进行了综合与验证,综合结果表明在门级规模及译码速度两方面达到了极好的优化效果,可以更好地满足移动通信系统低功耗及实时性的应用需求。

矩阵反演公式在工程边角网优化设计中的应用

应用矩阵反演公式 ,讨论了工程边角网的优化设计 ,并以实例说明该法是实用可行的。

基频约束结构优化设计的线性矩阵不等式方法

介绍了半定规划及线性矩阵不等式 (LMI)的基本概念 ,给出具有基频约束的桁架结构优化问题的半定规划形式。半定规划法 (或称线性矩阵不等式方法 )可以有效地求解该问题的全局最优解 。

线性最优控制系统优化设计——权矩阵满阵优化法

本文通过线性最优控制理论、灵敏度分析理论及优化理论的有机结合,提出了一种系统的权矩阵优化选取方法.本方法在设计人员给定主导特征根位置、反馈增益顶值限制、寻优步长等条件下自动寻优,求得满足给定条件的权矩阵.同时为了最大限度地发挥权矩阵的作用,采用对权矩阵进行满阵优化的方法,大大提高了优化效率。实例表明,本方法能方便而快速地求得所需的权矩阵,解除了设计人员通过试凑法选取合适权矩阵的沉重负担.特别是用本方法所设计的降阶反馈控制系统较之一般常用的最小误差激励法所得到的降阶反馈控制系统具有更优良的动态品质.

基于设计结构矩阵的目标级联优化规则

针对目标级联法是一种多层次非集中式的分解协调多学科优化方法,而结构设计矩阵对子系统之间的复杂耦合关系的分解特别有效。为此,采用将二者结合的方法,提出一种基于设计结构矩阵的目标级联优化规则,通过设计结构矩阵运算减少信息交互,降低迭代次数,然后应用目标级联法解决大规模混合系统优化问题,最后通过齿轮减速器优化实例,得出了该方法能够快速得出优化设计思路。

CLLC双向谐振变换器电感–变压器矩阵式一体化集成与优化设计

文中提出CLLC双向谐振变换器高频谐振电感–变压器一体化磁集成结构。采用矩阵式磁芯结构和非对称绕组结构设计,仅通过一个磁件即实现了双向CLLC谐振变换器中原边高频谐振电感、副边谐振电感和高频隔离变压器的集成,且利用矩阵式磁芯结构布局,实现了磁板中高频磁通抵消和磁通均匀分布,有效降低了磁件体积和损耗。文中详细分析所提出的矩阵式集成功率磁件的磁路模型,并给出集成功率磁件的优化设计方法,最后通过有限元仿真和样机实验证明所提出的电感–变压器一体化集成方案的可行性和有效性。

基于设计结构矩阵的顺序与重叠度综合优化

为了更好地描述和优化产品开发过程,基于设计结构矩阵提出一种改进的产品开发过程模型。该模型改进了以往模型对任务间信息交互的描述,并据此提出了估算产品完工时间及成本的方法。同时,根据模型采用遗传算法设计了针对任务执行顺序和重叠度的一种综合优化方法,该方法可以根据优化目标求出最佳执行策略。算例验证表明,所提方法可以比已有方法更好地优化开发过程。

基于设计结构矩阵的辅助优化系统

传统结构优化建模方法对设计人员的能力要求较高,而现有辅助优化建模工具的通用性不强,导致复杂工程优化问题的模型建立十分困难,因此提出一种通用性较强的辅助优化建模方法.该方法将设计结构矩阵(Design Structure Matrix,DSM)思想引入优化模型的建立过程中,利用DSM结构形式和算法的优点方便有效地从复杂工程问题中提取优化模型并给出合理的优化流程.基于Excel的VBA语言开发辅助优化建模工具,快速准确地提取优化模型,并通过与优化软件Isight的接口程序自动将参与优化设计的模块映射成合理的优化流程图.采用燃气轮机支架结构的优化设计问题验证该辅助优化建模工具,并取得良好效果.