一种电子设备电磁敏感性的仿真建模与优化设计方法

提出了一种电子设备内部电路的建模方法和基于该模型的优化设计方法.建模方法采用微粒群优化算法与误差反向传播算法相结合的网络训练方法,利用高频仿真软件构造的样本集,对3层神经网络进行训练.所建立的神经网络模型解决了电子设备在电磁敏感性仿真分析和优化设计中,仿真模型存在的计算量和存储量大的问题.优化设计方法采用微粒群算法的多目标优化方法,对内部电路参数进行优化设计,改变了以往寻优过程中穷尽式搜索的方式.仿真结果表明:所建立的神经网络仿真模型的仿真时间比高频仿真模型缩短了1000倍以上,优化设计后的电子设备的抗干扰能力也提高了6倍以上.     

具有屏蔽机壳的电子设备系统级电磁敏感性分析方法

提出了一种基于场路结合、对具有屏蔽机壳的电子设备进行系统级电磁敏感性（EMS）仿真分析的新方法．该方法采用有限元法计算外部电场分布，对电场沿固定路径积分，得到所需的表面干扰电压，将外部电磁干扰对内部电路的影响等效为电压源的作用，再利用基于电路模型和全波分析相结合的方法对内部高速电路进行EMS仿真分析，弥补了以往在EMS分析时只以实验为主，缺乏理论依据的缺陷．实例仿真分析表明，该方法简单、直观，不仅可以详细分析电子设备内部高速电路中干扰的传播情况，而且可以对内部高速电路进行优化设计，提高了系统的抗干扰性．     

机电暂态-电磁暂态混合仿真接口技术

提出电力系统仿真的机电暂态一电磁暂态混合仿真接口技术．根据研究的详细程度,将电网划分为内部电磁网络、外部机电网络和接口母线．应用Ward等值法化简外部网络,其特色是发电机与网络连接应用统一电路模型．最后得到的电磁仿真的接口电路模型,其电源的频率、相角和幅值在仿真中都是变化的．通过改进最小二乘法和对称分量法处理内部网络的电磁仿真结果,形成对应机电仿真的恒功率阻抗模型．该接口技术降低了网络的维数,提高了仿真的效率．在含有变电站的IEEE-9节点系统上进行仿真,其与商业软件PSCAD的比对结果验证了算法的正确性和有效性．     

高频电子设备机壳散热孔电磁辐射特性分析

随着高频电子设备的增多和布局越来越密集,为使设备间能够互不干扰的正常工作,兼顾设备的散热性和电磁兼容性就成了一个非常突出的问题。该文从高频电子设备机壳散热孔的辐射场入手,对机壳上所常开的矩形孔、圆形孔的辐射场采用解析法进行了分析计算,并对二者的辐射场进行了分析比较,在电子设备机箱上开散热孔,若已知外来电磁波频率,即波长一定时,所开的矩形孔的宽边尺寸应控制在w≤0.1λ以下,矩形缝隙的尺寸越小越好,且缝隙的长宽比l/w越大越好。在开孔面积相同的条件下,圆形孔的辐射比矩形孔的辐射要小,所以尽量开圆形散热孔,且孔的直径尽量控制在2a≤0.1λ以下,此时孔的辐射比较小,对外部设备及对内部电路的影响比较小。     

基于SMOTE算法的船舶结构可靠性优化设计

针对常规船舶结构可靠性优化设计由高度非线性带来的计算效率低、收敛困难的问题,提出了基于SMOTE(Synthetic Minority Oversampling Technique)算法的船舶结构可靠性优化设计方法.利用SMOTE算法建立了改进的BP (Back Propagation)神经网络模型,以较少的样本点完成了极限状态函数的高度近似,克服了以往代理模型不能同时满足精度和效率要求的缺点,并通过数学算例验证了使用SMOTE算法建立BP神经网络模型的可行性和有效性.将改进的BP神经网络模型和模拟退火法嵌入单循环优化策略,并将其用于船舶舱段的可靠性优化设计,验证了所提出的可靠性优化设计方法的求解效率和精度,为大型工程结构的可靠性优化设计提供了思路.     

片上螺旋电感的一种新增强型单π模型

针对片上螺旋电感提出了一种新型增强型单π等效电路模型.在宽频范围内,该模型仿真数据和HFSS中电磁仿真数据呈现出很好的拟合结果.所提模型充分考虑了高频下的衬底耦合效应、趋肤效应和邻近效应,基于电磁仿真得到的Y参数,采用拟线性函数法和二端口网络分析法来解析提取电路元件参数值,且所提参数无需进行优化.将各元件参数值应用于该对称单π等效电路,在0~20 GHz范围内可以精确地模拟片上螺旋电感各参数随频率变化的特性,从而验证了等效电路模型的准确性.     

随频率变化二维集成电路互连电感电阻的快速计算

为了快速计算全频率范围内随频率变化的互连导体电感、电阻矩阵 ,提出一种二维电路模型法和边界元法结合的算法。该算法利用电路模型法得到低频下若干频率的电感、电阻值 ;利用边界元方法求解 L aplace方程计算出电容矩阵 ,求逆得到电流完全分布在导体表面时的高频电感矩阵 ;利用电阻矩阵与电感矩阵在高频情况下成立的 Wheeler公式 ,得到高频段的电阻矩阵。对上述低频和高频段的电感、电阻值 ,利用三次样条函数插值 ,得到整个频率范围的变化曲线。计算结果与已有文献的结果进行比较 ,表明该算法是准确的 ;该算法避免求解涡流边界耦合积分方程 ,与已有方法相比大大减少了计算量。该算法可应用于绝大多数大规模集成电路寄生参数提取计算     

平面波照射下微带电路的电磁特性

基于十字结微带结构的等效电路,建立了平面波照射下不连续微带电路的电磁敏感性模型.利用场耦合理论计算入射平面波在微带电路终端产生的等效源表达式,并分别对十字结微带结构和单级放大器等电路的电磁敏感性模型进行计算和仿真验证.结果显示,仿真结果与测量结果具有很好的一致性,且仿真时间短,有助于设计者更加快速准确地预测电磁干扰对不连续微带电路的影响.     

基于Surrogate方法的低速大扭矩门用电机机壳振动噪声优化

门用电机振动与噪声的研究对改善公共交通领域乘客体验有极大的促进作用.由于应用场景中机械电磁环境较为复杂,基于电磁力波计算的传统永磁电机振动噪声方法存在计算不精确、多物理场耦合优化模型不紧密等问题.本文提出一种基于Surrogate方法的分数槽永磁同步电机八边形机壳设计方案,通过有限元仿真获取先验数据,利用克雷金法重构Surrogate数学模型,经误差修正后,采用搜索算法对电机机壳振动噪声进行优化.结果表明,本文方法对多物理量耦合仿真优化具有较高的拟合精确度与较快的计算速度,具有良好的工程可行性.     

基于径向基函数的DIRECT全局优化方法

针对DIRECT全局优化方法估值次数多、收敛速度慢的缺点,提出一种基于径向基函数元模型的改进DIRECT算法.通过分析DIRECT算法的采样点信息,从中识别包含局部最优或全局最优点的最优区域.收集最优区域中的采样点构造径向基函数元模型,并在该元模型上搜索全局最优点,从而提高了DIRECT算法的收敛速度.最后,将该方法应用于数值计算以及压力容器的优化设计,结果证明了该方法的实用性与工程有效性.