基于一致性理论的多源微波加热温度均匀性优化

作     者：杨彪 高皓 李鑫培 成宬 杜婉 刘承 马红涛 YANG Biao;GAO Hao;LI Xin-pei;CHENG Cheng;DU Wan;LIU Cheng;MA Hong-tao

作者机构：昆明理工大学信息工程与自动化学院昆明650500 昆明理工大学云南省人工智能重点实验室昆明650500 昆明理工大学非常规冶金教育部重点实验室昆明650093 

出 版 物：《控制与决策》 (Control and Decision)

年 卷 期：2023年第38卷第4期

页      面：989-998页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 0835[工学-软件工程] 0701[理学-数学] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(61863020) 

主　　题：微波加热 多源 智能体化 一致性理论 协同控制 数值计算 

摘      要：在使用多微波源阵列进行空间功率合成的微波应用装置时,如何协同多微波源馈入功率的状态信息以利用温度分布的自组织特性优化温度均匀性是研究的重点.为此,一方面,提出微波源构成智能体的必要要素,并构建技术方案.在此基础上,引入基于代数图论的二阶非全连接通信拓扑一致性算法协同多微波源的功率馈入状态信息,保证在利用自组织特性优化温度分布的过程中不会有新的热点产生;另一方面,使用有限元方法,构建解决整型变量和连续型变量混合优化的数值计算模型,开展优化温度场分布均匀性的有效计算.最后通过仿真实验验证微波源智能体化方案的有效性,数值计算结果表明:所提模型较通用加热模型在各水平和铅垂截面能够分别提升24.3%∼55.5%和20.4%∼82.9%的均匀性;同时能提升10.0%∼43.7%的热能转化效率.以上结果验证了所提基于一致性理论的多源微波加热温度均匀性优化方法是可行且高效的.