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Optimisation de l'algorithme et optimisation des paramètres

Optimisation de l'algorithme et optimisation des paramètres

Jan 27, 2018

Dans cet article, l'algorithme génétique quantique est utilisé pour optimiser le processus d'extraction des paramètres. L'algorithme génétique quantique est un algorithme génétique basé sur le principe du calcul quantique. Il introduit l'expression du vecteur d'état quantique au codage génétique, réalise l'évolution des chromosomes en utilisant des portes logiques quantiques et obtient de meilleurs résultats que l'algorithme génétique conventionnel. Algorithme génétique quantique basé sur la représentation du vecteur état quantique, amplitude de probabilité qubit appliquée au codage chromosomique, la création d'un chromosome peut également exprimer une superposition d'états, et l'utilisation de portes logiques quantiques pour réaliser l'opération de mise à jour chromosomique, l'algorithme génétique quantique meilleures caractéristiques de convergence et de diversité par rapport à l'algorithme génétique classique. Cette thèse est basée sur le processus de codage de l'algorithme génétique quantique et l'extraction des paramètres multiples de diode de puissance PIN, dans le codage, la surface effective de la diode, la largeur de base, la concentration de dopage N et le courant de saturation d'injection dans le chromosome. un individu, devrait utiliser l'algorithme génétique quantique pour l'algorithme d'identification des paramètres pour l'optimisation des processus les éléments suivants:


(1) processus de forme d'onde de test PIN processus diode dans Matlab dans la dynamique (y compris le courant de récupération inverse et la tension), et la génération sont présentés dans le tableau 1 pour l'extraction des paramètres Q (T0), population initiale générée au hasard 50 codage des chromosomes chaque individu contient un groupe pour extraire la valeur initiale du paramètre.

(2) afin d'initialiser la population Q (T0) de chaque individu dans la population sont les suivants: le sabre de décodage et entrant, l'ensemble de paramètres dans le modèle de simulation de circuit de diode de puissance PIN, une simulation dynamique, obtenir la puissance PIN pour l'ensemble des paramètres correspondant aux deux données de forme d'onde transitoire du transistor.

(3) combiner les formes d'onde expérimentales pour évaluer l'aptitude de chaque paramètre individuel correspondant à (2), et enregistrer les individus optimaux et la forme physique correspondante.

(4) pour déterminer si le processus de calcul peut être terminé. Si la condition finale est satisfaite, le meilleur individu est d'optimiser les valeurs physiques des paramètres physiques de la diode d'alimentation PIN et de quitter, sinon, continuer à optimiser l'identification.

(5) une nouvelle population de paramètres Q (T) est obtenue en utilisant la porte de rotation quantique U (T) pour mettre à jour la population.

(6) le fonctionnement de l'étape (2) pour chaque individu (y compris un ensemble de données de paramètres) dans la population Q (T), et évaluer l'aptitude des données de forme d'onde correspondantes en référence à la forme d'onde de test.

(7) enregistrer l'individu optimal et l'aptitude correspondante, ajouter le nombre d'itérations t plus 1, et revenir à l'étape (4). Selon l'analyse de la deuxième section, dans les circonstances de l'environnement externe, le courant transitoire et la tension de la diode de puissance PIN sont déterminés par les paramètres physiques à l'intérieur de la diode, et ses valeurs de courant et de tension sont limitées et mesurables. l'attente existe. Selon la théorie des statistiques, nous pouvons penser que le courant transitoire et la tension des diodes sont fonctions de leurs paramètres internes, de sorte que nous pouvons évaluer le circuit par la similitude entre les formes d'onde simulées de courant et de tension et les formes d'onde expérimentales.

La précision des paramètres dans le modèle. Dans cet article, l'indice de corrélation est utilisé comme critère pour juger de la proximité de la forme d'onde de résultat de simulation avec la forme d'observation expérimentale.

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Dans la formule, les données de forme d'onde d'observation expérimentale sont Y, leur valeur moyenne est Y 1 et les données de forme d'onde de résultat de simulation sont Y 2 .

L'erreur illustration de la somme des carrés 26.png , l'illustration de la variance moyenne 27.png plus le rapport entre la somme quadratique et la variance moyenne est faible, plus la forme d'onde de simulation est proche de la forme d'onde expérimentale, plus le paramètre du modèle est proche de la valeur réelle, plus la valeur du paramètre obtenue est précise.


Résultats d'extraction des paramètres

Pour tester le circuit représenté sur la figure 6, la forme d'onde de tension et de courant de la récupération inverse de la diode de puissance PIN est obtenue. Construction de simulation de circuit dans Sabre, les résultats de simulation montrent que les formes d'onde de tension et de courant correspondantes, et les résultats de simulation et d'onde ont été comparés par index de corrélation, en optimisant le processus d'extraction de l'algorithme génétique quantique. paramètres de technologie de diode pour atteindre une certaine valeur de précision. La figure 7 montre le résultat de la forme d'onde de simulation des paramètres du modèle et les résultats de forme d'onde expérimentale obtenus par l'algorithme.

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Les paramètres de la diode de puissance PIN sont extraits par l'algorithme d'optimisation. Voir le tableau 2.

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Validation de la méthode d'extraction des paramètres de diode de puissance PIN

L'extraction des paramètres physiques clés de la diode de puissance est réalisée à travers le processus de récupération inverse, et son efficacité doit être vérifiée dans d'autres processus dynamiques.


Par conséquent, les paramètres d'optimisation ci-dessus sont introduits dans le modèle de circuit de simulation, et la tension de conduction directe et le courant de la diode de puissance PIN sont simulés. Les données de simulation et les résultats expérimentaux sont comparés, et la validité de la méthode peut être vérifiée. La figure 8 est une simulation de la validité des paramètres du modèle et de la forme d'onde du test du circuit.

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Les résultats de simulation et de test de l'analyse 8 montrent que les paramètres physiques internes de la diode de puissance PIN extraite par cette méthode peuvent décrire avec précision les caractéristiques dynamiques du dispositif, vérifiant ainsi la validité et la fiabilité de la méthode.