[发明专利]基于头脑风暴算法的功率电子电路优化方法及其应用

权利要求书

1.一种基于头脑风暴算法的功率电子电路优化方法，其特征在于，包括下述步骤：

初始化用于优化功率电子电路反馈网络的算法参数，根据给定的元件取值范围随机初始化N个可行解，每个可行解表示一个潜在的功率电子电路解，

可行解表示为：X_i＝[x_i1,x_i2,…,x_iD]；

其中，N表示可行解个数，即种群大小，D表示元件的数量；

计算每个可行解的适应值，适应值函数表示为：

其中，F(x)表示反馈网络部分的适应值函数，x表示相对应的种群个体编码，v_in和R_L分别为输入电压和负载值，v_{in_min}和v_{in_max}为输入电压的最小和最大值，R_{L_min}和R_{L_max}为负载的最小和最大值，δv_in和δR_L分别为改变输入电压和负载的步长；F₁，F₂，F₃，F₄表示反馈网络的适应值函数F中的四个目标函数，F₁用于评估在输出电压的稳定状态误差，F₂用于评估最大的过冲和下冲，以及在启动期间输出电压的建立时间，F₃用于评估输出电压上的稳定波纹电压，F₄用于评估功率电子电路在输入电压和输出电阻扰动时的动态性能；

执行分组操作：每个可行解进行标准化，根据标准化后的个体位置将N个可行解分成M组，将每一组中的适应值最优的解作为该组的中心；

所述执行分组操作，具体步骤为：

对每个可行解X_i，将X_i的每一维标准化到X_i*，计算公式为：

其中，U_d和L_d分别为所对应电路元件的取值范围的最大值和最小值；

在当前代中随机选取M个不同的可行解作为M个分组的种子S_j；

对于当前代中的每个可行解X_i，计算可行解标准化后的位置与每个组j的距离d_ij，计算公式如下所示：

比较M个距离值，将可行解X_i归到最近的分组；

所有可行解X_i的分组完成后，选择每个分组中适应值最优的解作为该分组的中心；

执行替换操作：生成一个随机数r₁，如果随机数r₁小于执行替换操作的概率，生成一个随机解R并计算随机解R的适应值，随机选择一个组j，用随机解R替换组j的中心；

执行创造操作：对于每个可行解X_i，生成一个随机数r₂，随机选择一个组j，如果随机数r₂小于取组中心解的概率，取组中心解的概率为高斯分布随机数，可行解X_i取组j的中心，否则，可行解X_i取组j中任意一个解；

在整个种群中随机选择两个解X_a和X_b，用于构造一个新的解Y_i，具体表示为：Y_i＝[y_i1,y_i2,…,y_iD]；

执行更新操作：计算每个新产生的解Y_i的适应值，如果有进步，即Y_i的适应值好于原来X_i的适应值，用Y_i更新原位置X_i，否则，保留原位置X_i；

判断是否达到预设的功率传输结束条件，若达到预设的功率传输结束条件，则结束优化，若未达到预设的功率传输结束条件，则返回计算每个可行解的适应值。