[發(fā)明專利]一種單向?qū)ㄑb置母排優(yōu)化設(shè)計方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410828046.2
• 申請日: 2014-12-25
• 公開（公告）號: CN104573204A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李威;魏華賢;劉玉飛;王禹橋;楊雪鋒;范孟豹;鞠錦勇;盛連超;楊海;徐晗;應(yīng)葆華;劉芳沁
• 申請（專利權(quán)）人: 中國礦業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 徐州支點知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32244
• 代理人: 劉新合

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種單向?qū)ㄑb置，具體是一種單向?qū)ㄑb置母排優(yōu)化設(shè)計方法，屬于地鐵系統(tǒng)中雜散電流腐蝕防護領(lǐng)域。

背景技術(shù)

目前，我國絕大多數(shù)的地鐵設(shè)計方案中，在一些特殊地段如在車輛段的檢修與停車庫中、過江隧道的進出口處等地方，采用在軌道上設(shè)置絕緣結(jié)并增加單向?qū)ㄑb置的方法，對雜散電流進行防護；隨著我國的城市軌道交通進入了大規(guī)模建設(shè)的高峰時期，對單向?qū)ㄑb置設(shè)計和制造提出了更高的要求。

單向?qū)ㄑb置的主回路占據(jù)了柜體內(nèi)的大部分空間，且主回路對裝配及空間配置要求較高，主回路的布局設(shè)計也將決定二次回路的布局設(shè)計。通常主回路由二極管套件、電流傳感器、快速熔斷器、隔離開關(guān)及連接這些元件的母排構(gòu)成，其中，母排起到電氣連接和機械連接的作用，母排位置及形狀的設(shè)計是主回路布局設(shè)計的主要內(nèi)容，包括控制母排的成本及對均流度的影響。

目前，單向?qū)ㄑb置母排的設(shè)計主要依靠經(jīng)驗進行設(shè)計，缺乏對母排的優(yōu)化設(shè)計，沒有實現(xiàn)滿足均流度要求及裝配要求的情況下有效控制母排用量。因此，如何對單向?qū)ㄑb置母排進行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)母排最優(yōu)布置效果，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提供一種單向?qū)ㄑb置母排優(yōu)化設(shè)計方法，對單向?qū)ㄑb置母排進行優(yōu)化設(shè)計，實現(xiàn)滿足裝配要求和均流度要求的母排最少用量。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種單向?qū)ㄑb置母排優(yōu)化設(shè)計方法，包括以下步驟：

1）、通過參數(shù)化建模技術(shù)建立單向?qū)ㄑb置主回路的參數(shù)化三維模型，設(shè)置n個尺寸為驅(qū)動參數(shù)，驅(qū)動參數(shù)能使各支路的母排模型發(fā)生有效變化而盡可能的少；

2）、以n個驅(qū)動參數(shù)組成n維優(yōu)化變量x(n)，確立粒子群大小p及迭代次數(shù)T，確定p個初始粒子；

3）、分別獲得各粒子的適應(yīng)值，過程為：用粒子的各分量值替換三維模型對應(yīng)的驅(qū)動參數(shù)值，用替換后的參數(shù)更新三維模型，獲得更新后的母排模型總質(zhì)量為此粒子的適應(yīng)值；

4）、確定并儲存?zhèn)€體最優(yōu)粒子和全局最優(yōu)粒子，其中，以適應(yīng)值小的粒子為優(yōu)；

5）、判斷迭代數(shù)是否到達T，到達則輸出此時的全局最優(yōu)粒子并進入步驟7），否則進行步驟6）；

6）、更新粒子群，生產(chǎn)新一代粒子群，各粒子依次按如下步驟進行：

S601：備份粒子的當前位置，調(diào)整粒子的粒子位置和粒子速度；

S602：干涉過濾：用新位置的各分量值替換對應(yīng)的驅(qū)動參數(shù)值，用替換后的參數(shù)值更新三維模型，對母排模型進行干涉檢查及最小間隙測量，若沒有發(fā)生干涉且最小間隙符合要求值則進入步驟S603，否則舍棄此新位置而調(diào)用備份的位置作為新位置，并進入步驟S601進行下一個粒子的更新，若已遍歷所有粒子則返回步驟3）；

S603：均流度過濾：對更新后的主回路三維模型求解均流度，若均流度小于指定值則舍棄此新位置而調(diào)用備份的位置作為新位置，否則使用此新位置；進入步驟S601進行下一粒子更新，若已遍歷所有粒子則返回步驟3）；

7）、用輸出的全局最優(yōu)粒子替換主回路三維模型的驅(qū)動參數(shù)并更新主回路三維模型；

8）、最后對母排模型的尺寸進行圓整以符合生產(chǎn)要求。

所述主回路三維模型的均流度求解過程為：劃分主回路模型成為多個支路模型→提取各支路模型的電氣屬性→將各支路的電氣屬性代入電路模型→在電氣分析軟件中求解電路模型得各支路電流→由各支路電流計算均流度。

與現(xiàn)有的母排方法相比：本發(fā)明建立了參數(shù)化的單向?qū)ㄑb置主回路三維模型，通過簡單的改變驅(qū)動參數(shù)值就能建立和分析新的模型，提高母排的優(yōu)化設(shè)計效率；

通過優(yōu)化母排尺寸降低母排重量可直接的降低單向?qū)ㄑb置的生產(chǎn)成本；

通過對干涉、最小間隙和均流度進行約束，可保證優(yōu)化后裝置的可靠性。

附圖說明

圖1是本發(fā)明單向?qū)ㄑb置母排優(yōu)化設(shè)計方法流程框圖；

圖2是優(yōu)化前的單向?qū)ㄑb置主回路三維模型示意圖；

圖3是優(yōu)化后的單向?qū)ㄑb置主回路三維模型示意圖。

圖中：1、二極管套件模型，2、隔離開關(guān)模型，3、電流傳感器模型，4、快速熔斷器模型，a-i、母排模型。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。