中国人民解放军海军工程大学周长朵获国家专利权
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龙图腾网获悉中国人民解放军海军工程大学申请的专利一种直线式移相变压器优化设计方法、系统、设备及终端获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116050320B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-29发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310129360.0,技术领域涉及:G06F30/33;该发明授权一种直线式移相变压器优化设计方法、系统、设备及终端是由周长朵;赵镜红;熊义勇;严思念;王涵铭;严冬傲设计研发完成,并于2023-02-13向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种直线式移相变压器优化设计方法、系统、设备及终端在说明书摘要公布了:本发明属于变压器技术领域,公开了一种直线式移相变压器优化设计方法、系统、设备及终端,以直线式移相变压的等效电路为基础,提取若干关键设计参数作为优化变量;定义适用于直线式移相变压器模型的优化设计约束条件及目标函数,建立优化设计模型;采用差分进化算法进行参数优化设计,利用等效电路对直线式移相变压器进行优化设计。本发明提出了一种基于等效电路模型,利用差分进化算法能够信息交互、智能学习的优点对直线式移相变压器进行优化设计。在满足设计需求和条件约束的条件下,本发明通过算法的寻优能力求得直线式移相变压器的效率、电压调整率、重量等特性在可行域内能够达到单值最优或综合最优,减小直线式移相变压器的铁心损耗。
本发明授权一种直线式移相变压器优化设计方法、系统、设备及终端在权利要求书中公布了:1.一种直线式移相变压器优化设计方法,其特征在于,直线式移相变压器优化设计方法包括:以直线式移相变压的等效电路为基础,提取若干关键设计参数作为优化变量;定义适用于直线式移相变压器模型的优化设计约束条件及目标函数,建立优化设计模型;采用差分进化算法进行参数优化设计,利用等效电路对直线式移相变压器进行优化设计; 采用差分进化算法进行优化设计包括: 1初始化设置 在初始化阶段,差分进化算法在搜索空间内随机生成NV个D维向量,其中NV表示矩阵中向量的数量,设置为50,在一次迭代中通过50组不同的解向量进行信息交互和学习;D表示向量中所含变量的个数,指向量中所含设计参数的个数,设置为5;在初始解矩阵中,第i个向量中的第j维变量用下式产生: 其中,i代表矩阵中第i个向量,i∈[1,NV];j代表向量中的第j维变量,j∈[1,D];表示初始解矩阵中第i个向量的第j维变量,代表第i组参数的第j个优化变量;Lj代表向量第j维的下边界;Uj代表向量第j维的上边界;rand表示在0和1之间均匀分布的随机数;则生成的初始解矩阵为: 初始解矩阵内包含NV个向量,每个向量有D个变量;其中每个向量代表一个候选解,候选解中D个变量值代表D个设计参数值;在每一次迭代中,不同向量之间实现信息交互和智能学习,使得每个向量都朝着更好的方向演变;最终输出最优向量,其中的D个变量是直线式移相变压器设计参数的最优值; 2变异策略 变异策略在NV个不同的向量X之间进行差分运算,产生变异向量V;每个向量中包含的参数在优化过程中的顺序和位置是不变的,只有值在通过学习而不断变化;对于差分进化算法,变异策略计算公式“DErand1”为: 其中,Vi t表示第t次迭代中产生的第i个变异向量,i∈[1,NV];r1,r2,r3∈[1,NV]是三个不同的整数;Fi t是第t次迭代中第i个缩放因子,用于控制差分运算的权重,对应产生第i个变异向量,Fi t值设置在0到2之间; 变异策略产生的新的变异向量矩阵为: 3边界处理 将超出边界的维度拉回至边界,数学表达式为: 其中,t代表第t次迭代;i代表矩阵中第i个向量,i∈[1,NV];j代表某一个向量中的第j维变量,j∈[1,D]; 4交叉策略 在进行边界处理后执行算法交叉策略;交叉策略是在规则内,在不同的向量X和交叉向量V之间进行某一维度的随机复制,以产生新的试验向量U; 新的试验向量同时储存旧的向量X和新的交叉向量V的信息,并将信息以方式进行组合,探索新的潜力范围;交叉策略使得差分进化算法在可行域内进一步增强全局搜索能力,交叉策略公式为: 其中,表示第t次迭代中,第i个试验向量的第j维变量;CR∈[0,1]表示交叉概率,是待定义的常数;rand表示均匀分布在0~1之间的随机数;jrand表示随机取自范围[1,2,…,D]的随机整数; 试验向量矩阵表示为: 对于直线式移相变压器优化设计,利用交叉策略将不同优化设计参数进行重新组合,以分析新的设计参数组合对于直线式移相变压器性能带来的影响; 5选择策略 差分进化算法利用最优准则选取下一代的参数向量X;将试验向量U和上一代的参数向量X进行评价,选出适应度更优的向量作为下一代的参数向量; 选择策略执行如下: 其中,f[]代表向量的适应度值,在直线式移相变压器优化设计问题中,适应度值是参数带入等效电路中计算得到的目标函数值;由于直线式移相变压器优化问题是最大化目标函数的问题,故最优准则选择试验向量或参数向量中目标函数值更大的向量作为下一代的参数向量。
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