[发明专利]一种多目标动态规划的电热丝自动布线方法

说明书

本发明公开了一种多目标动态规划的电热丝自动布线方法，其特征在于，包括如下步骤：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、根据该算法模型，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。本发明运用多目标动态规划的方法实现了加热器中发热膜上电热丝的自动布线，能够在提高设计效率的同时，避免因人工重复劳动而造成的误差，得到准确度更高的布线图。

技术领域

本发明涉及一种电热丝布线技术，尤其是一种管道加热器发热片中电热丝排布方法的研究领域，具体地说是一种多目标动态规划的电热丝自动布线方法。

背景技术

发热片是加热器热量的来源，而发热片中电热丝的排布是影响该发热膜作用成效的关键因素。当前，企业的设计人员只是自行根据已知的电压功率等参数计算选择合适的电热丝径之后，在绘图软件中经过人工的多次尝试与修改得到最终的电热丝布线图。这样的布线方式不仅耗费了过多的时间与人力，更是对于布线是否均匀，电热丝利用率是否最大化，布局是否最优化都无法保证。在如今智能制造的时代，最大程度上降低设计生产的时间成本是企业提高经济效益的重要方式之一，所以依靠人力推理计算并绘图的作为已被淘汰，在电热丝布线过程中，巧妙地运用算法实现自动化布局并出图不仅为设计人员省去了重复繁琐的计算，更有效保证了布线图的质量。对于公司层面，这也是应对岗位人才流动速度加快，反复培训时间成本增加的策略。

目前行业内没有针对电热丝自动化布线方法的研究，有学者利用传统单目标动态规划问题解决自动布局，其目标函数只是相对距离值最小时取得相应的布局坐标值，而本发明中电热丝的自动布线，其没有固定的独立个体，无法直接定位排布的坐标值，更没有排布量的范围值，所以本发明无法采用单目标的动态规划算法直接得到一个全局最优解，对此，本发明提出多目标动态规划的方法解决电热丝自动布线的问题，使其在子目标逐渐收敛的基础上得到排布最优解。

为了达到经济性准确性最优的目的，研究适用于加热器中发热膜上电热丝自动布线的算法，有效保证布线图的质量，并实现自动化出图，这对于提高设计生产效率以及降低企业人才流失带来的经济损失具有重大的意义。

发明内容

本发明的目的是针对目前设计发热元件时电热丝布线耗时长，误差大的问题，发明一种多目标动态规划的电热丝自动布线方法，它能够有效的实现自动化布线并出图，极大的提高企业产品设计效率且保证了设计质量。

本发明的技术方案是：

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。