Практическая реализация оптимизации теплового режима трехмерных электронных модулей посредством генетического алгоритма - page 7

ций ГА и приведемсоответствующие данные результатов их работы,
полученные на основе численных экспериментов.
Описание численных экспериментов.
Для проведения экспери-
ментов были приняты следующие исходные данные. В качестве мно-
жества электронных элементов была использована принципиальная
электрическая схема автомобильной сигнализации, в которую входи-
ло 2 микросхемы, 4 транзистора, 8 диодов, 10 конденсаторов и 16
резисторов. Все элементы были некоторымобразомразделены на 5
групп, каждая из которых образовывала элементный состав отдельной
микроплаты ЭМТК. Для каждого элемента были заданы габаритные
размеры, рассеиваемая мощность и средняя теплопроводность. В ка-
честве граничных условий на торцах пакета микроплат была принята
фиксированная температура на одной из граней и тепловой поток,
подведенный к другой грани. Все остальные грани считались тепло-
изолированными.
Для реализации генетического поиска был принят размер попу-
ляции в 32 особи. Критериемостанова ГА являлось достижение 25
смен поколений особей. Для каждой конфигурации ГА проводилась
серия одинаковых экспериментов, число которых варьировалось от 20
до 100 в зависимости от конфигурации. Затем полученные данные
по каждой конфигурации усреднялись и использовались для сравне-
ния конфигураций между собой. Кроме того, чтобы проверить “не-
чувствительность” используемого ГА к качеству исходных данных,
исходная популяция в каждом эксперименте формировалась из хромо-
сомс “плохим” значениемЦФ. Эксперименты проводились на ЭВМ с
процессоромIntel Core Duo 1,83 ГГц и 1 ГБ ОЗУ.
На рис. 5,
a
показано изменение лучшего значения ЦФ особи,
усредненного по 100 экспериментам, для конфигураций “МС с детер-
минированной коррекцией” и “МС с недетерминированной коррек-
цией”. Как видно из графика, М-кроссовер с недетерминированной
коррекцией генов дает лучший результат, что можно объяснить слу-
чайнымхарактеромформирования правой части М-хромосомособей-
потомков. Данный элемент случайности способствует замедлению
перехода всей популяции особей в состояние стагнации, которое, так
или иначе, имеет место в конфигурации ГА без операторов мутации.
На рис. 5,
а
также приведено значение глобального оптимума, по-
лученного экспериментально для описанных ранее исходных данных,
что позволяет оценить степень приближения результатов работы со-
ответствующих конфигураций к оптимальному значению.
Использование только оператора М-мутации в ГА, как видно из
рис. 5,
б
, дает плохой результат. Несмотря на различную вероятность
М-мутации, 100-кратное повторение численных экспериментов для
68 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2009. № 2
1,2,3,4,5,6 8,9,10
Powered by FlippingBook