[发明专利]一种多目标动态规划的电热丝自动布线方法

权利要求书

1.一种多目标动态规划的电热丝自动布线方法，其特征是它包括以下步骤：

步骤1、依据用户参数确定电热丝的规格以及排布结构；

步骤2、明确多目标动态规划应用于电热丝布局的数学模型，确定算法模型；

步骤3、根据确定的算法模型，通过多目标优化计算得到电热丝排布量的最大值以及排布间距的最优值，即得出最优解；

步骤4、以最优解为依据，确定电热丝排布结构中单个阵列元对应布线图中的表现形式；

步骤5、自动绘制电热丝布线图；

所述的步骤1包括如下步骤：

步骤1.1 根据已知的用户参数确定排布电热丝的总长度L及电热丝宽度W；其数学表达式为：

L＝RtW/ρ，LW/ab＝e

其中R为电阻，t，a，b分别为发热膜的厚度，长度和宽度，e为电热丝布局面积占比；

步骤1.2 由排布结构决定电热丝的排布走向，为确定相应的算法模型做准备，排布结构的内容包括横向或纵向，串联或并联，分层或不分层的排布形式；

所述的步骤2包括如下步骤：

步骤2.1 定义此多目标动态规划解决布线问题的状态；其中状态i表示布局中电热丝排布的数量，由排布结构决定；状态变量定义为l以及j，其中l表示已排布电热丝的长度，j表示发热膜上未排布电热丝的空余长度；采用搜索法可写出函数模型如下：

dfs(int i,double l,double j)

进而得出布线问题动态规划求解的状态定义为：

dp[i]＝{l,j}，根据不同的布线结构定义i值的约束范围；

步骤2.2 划分状态的每个阶段；在串联的布线结构中，状态的阶段划分体现为：

i＝i+1

在并联的布线结构中，状态的阶段划分体现为：

i＝i+2n，n为并联组数；

步骤2.3 确定动态规划用于布线的目标函数；采用多目标动态规划的算法解决电热丝的布线问题，其目标函数如下：

T(i)＝{max(l(i)),min(j(i))}；

表示既满足电热丝排布长度值最大又满足发热膜上排布剩余长度最小时得到的i值才是该动态规划解决布线问题的最优解；对应的状态转移方程为：

dp[i]＝max(l[i+1],l[i])；

dp[i]＝min(j[i+2n],j[i])；

步骤2.4 确定状态变量的边界条件；状态转移方程用于转换状态i得到对应的j与l的值，并以此作为状态能否进入下一阶段的依据，所以在递推的过程中必须有临界条件加以约束；初始条件由状态i的初始值决定，记为j(i₀),l(i₀)；当电热丝排布量增大，剩余长度接近于2c时达到j值的边界状态；当已排布电热丝的长度接近甚至等于总长度L时，达到排布长度l的边界状态，就此构成动态规划状态变量的约束条件为：

2c＜j≤j(i₀)，c为电热丝布线边缘与发热膜边缘的距离；

l(i₀)＜l≤L。

2.根据权利要求1所述的布线方法，其特征在于，所述的步骤3具体包括如下步骤：

步骤3.1根据用户定义确定电热丝布局结构，对于串联或是并联的排布方式设定相对应的初始值，令i＝i₀；

步骤3.2计算当前阶段i值下对应的排布间距f值；由于电热丝均匀布满全局，若为横向布线，则数学表达式为：f＝(a-2c-W)/(i-1)；反之若为纵向布线则为：f＝(b-2c-W)/(i-1)；

步骤3.3采用多目标动态规划解决电热丝布线问题关键在于满足电热丝排布长度最大时也要符合发热膜剩余排布长度最小的要求；对此先通过该算法得出满足l_max时对应的电热丝排布数量i_r；

步骤3.4根据步骤3.3设定满足目标函数max{l_i}的排布数量i值范围，并以此作为新的状态值，通过算法得出符合目标函数min{j_i}的最优解i，也就是该算法解决布线问题的最优解；就此即可得出该算法解决电热丝布线问题的最大排布量i值与排布间距的最优值f。