【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于但不限于气体绝缘，尤其涉及一种基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法及系统。
技术介绍
1、随着输电等级和输电规模的不断扩大，触指结构部分接触不良导致的发热故障十分常见，影响着电网的安全稳定运行。弹簧触指结构的工作环境受到多重环境载荷的影响，当存在对接偏转及设备内部缺陷时，弹簧触指会受到影响导致部分接触失效，从而引发严重发热故障。因此，探究弹簧触指发热故障的影响参数，优化触指结构对提升gil设备的运行稳定性具有重要意义。
2、现有研究对gil弹簧触指整体结构及参数进行设计优化较少，且对弹簧触指结构参数与接触温升关系的影响关系并不完整。因此，亟待对弹簧触指结构参数进行分析，优化结构设计，改善弹簧触指结构表面温度分布，增加运行中的安全裕度。
3、鉴于上述分析，现有技术存在的急需解决的技术问题为：现有研究对gil弹簧触指整体结构及参数进行设计优化较少，且对弹簧触指结构参数与接触温升关系的影响关系并不完整。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法及系统，用于解决现有的弹簧触指结构接触部位温升较高产生热故障的问题，提升其结构稳定性。
2、本专利技术是这样实现的，一种基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，包括：
3、步骤1、获取待优化弹簧触指的三维结构模型，所述三维结构模型包括弹簧触指本体、导体域和弹簧触座的几何参数；
4、步骤2、对所述弹簧触指本体、导体域
5、步骤3、将弹簧触指簧丝直径、弹簧中径、弹簧圈数、单圈弹簧倾斜角和触座v型槽角度设定为d、ф、n，α和β，分别多次改变结构参数对对弹簧触指进行电热耦合分析，获取接触温升数据集；
6、步骤4、基于蜣螂优化算法通过设定决策变量与优化目标优化弹簧触指结构，优化目标为弹簧触指接触温升最小；
7、步骤5、输出弹簧触指最优结构参数。
8、进一步，在步骤1中，在步骤1中，待优化弹簧触指模型为三维轴对称模型；
9、进一步，在步骤2中，所述模型的边界条件中，电流为额定运行电流，触座底部电压为零，接触方法选择罚函数进行控制；
10、进一步，在步骤3中，采用下式作为接触温升目标适应度函数，以使通过模型计算得出的最优结构尺寸值与实际值之间的误差最小化：
11、
12、其中，f(d，ф，n，α，β，x)表示弹簧触指模型的优化目标函数，x为接触温升的解向量。m为试验次数，δ为目标函数；
13、进一步，在步骤4中，算法优化决策变量为弹簧触指簧丝直径d、弹簧中径ф、弹簧圈数n、单圈弹簧倾斜角α和触座v型槽角度β，对获得的数据集进行学习和训练，建立在线寻优模型；
14、进一步，在步骤4中：
15、步骤4.1、设置dbo算法参数，包括蜣螂种群数(pop)，算法维度(dim)，最大迭代次数(tmax)。
16、步骤4.2、依据各结构参数初始化种群，每个结构参数根据dbo算法随机产生。
17、步骤4.3、计算种群中各蜣螂适应度，评估种群中蜣螂适应度值，寻找出弹簧触指温升最低的蜣螂位置。
18、步骤4.4、进行种群迭代，判断种群数量是否满足设定条件，符合条件，按照对应的更新策略更新蜣螂位置，如果本代产生的局部最优值优于全局最优值则进行取代，迭代达到最大次数则保存结果。
19、步骤4.5、重复以上操作，直至满足终止条件，将历史最优解作为弹簧触指结构模型的最优参数输出。
20、本专利技术的另一目的在于提供一种实现所述基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构优化系统，包括：
21、三维结构模型获取模块，用于获取待优化弹簧触指的三维结构模型，所述三维结构模型包括弹簧触指本体、导体域和弹簧触座的几何参数；
22、触指接触温升求取模块，用于对所述弹簧触指本体、导体域和弹簧触座结构施加边界条件，通过电-热耦合模型求取触指接触温升；
23、接触温升数据集获得模块，用于将弹簧触指簧丝直径、弹簧中径、弹簧圈数、单圈弹簧倾斜角和触座v型槽角度设定为d、ф、n，α和β，分别多次改变结构参数对对弹簧触指进行电热耦合分析，获取接触温升数据集；
24、弹簧触指结构优化模块，基于蜣螂优化算法通过设定决策变量与优化目标优化弹簧触指结构，优化目标为弹簧触指接触温升最小；
25、最优结构参数输出模块，用于输出弹簧触指最优结构参数。
26、本专利技术的另一目的在于提供一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法的步骤。
27、本专利技术的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法的步骤。
28、本专利技术的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，信息数据处理终端包括所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构优化系统。
29、结合上述的技术方案和解决的技术问题，本专利技术所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
30、第一、本专利技术所述的方法，通过多次改变弹簧触指结构参数计算弹簧触指接触温升数据集，基于蜣螂优化方法对弹簧触指结构进行在线寻优，提取出各结构参数对弹簧触指电热性能的影响权重，采用均方根误差法作为目标寻优函数，使得获取的弹簧触指结构最优结构尺寸值与实际值之间的误差最小化，实现弹簧触指结构在线、高效、精确的结构寻优，输出最优结构尺寸。
31、第二，本专利技术技术方案解决的技术问题。
32、1)优化过程复杂性高：
33、现有技术在弹簧触指结构优化过程中需要处理大量的计算，传统方法难以在合理时间内找到最优解，且计算复杂度高。
34、2)电-热耦合效应分析困难：
35、在弹簧触指设计中，电-热耦合效应的精确分析难度大，常规方法难以有效应对多变量的复杂耦合关系，导致设计精度不高。
36、3)缺乏高效的优化算法：
37、传统优化方法在多变量、多约束条件下效率低下，缺乏能够快速收敛并找到全局最优解的算法，优化结果往往不理想。
38、显著的技术进步：
39、1)提高优化效率：
40、本专利技术采用蜣螂优化算法(dbo)，利用其高效的搜索和全局优化能力，大大提高了优化效率。蜣螂优化算法能够在复杂的多维空间中快速找到最优解，显著缩短了优化时间。
41、2)精确的电-热耦合效应分析：
42、通过建立电-热耦合模型并施加合理的边界条件，实现了对弹簧触指接触温升的精确分析。此模型能够准确模拟电流和温度变化的相互影响，提高了设计本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，在步骤1中，在步骤1中，待优化弹簧触指模型为三维轴对称模型。
3.如权利要求1所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，在步骤2中，所述模型的边界条件中，电流为额定运行电流，触座底部电压为零，接触方法选择罚函数进行控制。
4.如权利要求1所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，在步骤3中，采用下式作为接触温升目标适应度函数，以使通过模型计算得出的最优结构尺寸值与实际值之间的误差最小化：
5.如权利要求1所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，在步骤4中，算法优化决策变量为弹簧触指簧丝直径d、弹簧中径Ф、弹簧圈数n、单圈弹簧倾斜角α和触座V型槽角度β，对获得的数据集进行学习和训练，建立在线寻优模型。
6.如权利要求1所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，在步骤4中：
7.一种实现如权利要求1～6任意一
8.一种计算机设备，计算机设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1～6任意一项所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法的步骤。
9.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，使得处理器执行如权利要求1～6任意一项所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法的步骤。
10.一种信息数据处理终端，信息数据处理终端包括如权利要求7所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构优化系统。
...【技术特征摘要】
1.一种基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，在步骤1中，在步骤1中，待优化弹簧触指模型为三维轴对称模型。
3.如权利要求1所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，在步骤2中，所述模型的边界条件中，电流为额定运行电流，触座底部电压为零，接触方法选择罚函数进行控制。
4.如权利要求1所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，在步骤3中，采用下式作为接触温升目标适应度函数，以使通过模型计算得出的最优结构尺寸值与实际值之间的误差最小化：
5.如权利要求1所述的基于蜣螂优化算法的弹簧触指结构设计方法，其特征在于，在步骤4中，算法优化决策变量为弹簧触指簧丝直径d、弹簧中径ф、弹簧圈数n、单圈弹簧倾斜角α和触座v型槽角度β，对...
【专利技术属性】
技术研发人员：田治仁，王若愚，吕启深，肖洋，高超，肖利龙，熊佳明，陈伟，周福升，张欣，黄若栋，贺振华，杨芸，刘昕鹤，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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