電子設(shè)備的發(fā)展趨勢使得電子設(shè)備過熱的問題越來越突出。基于嵌入式系統(tǒng)的電子產(chǎn)品更是如此。嵌入式系統(tǒng)的過熱或熱缺陷是嵌入式系統(tǒng)失效的主要原因之一,嚴(yán)重地限制了電子產(chǎn)品的可靠性的提高。因此必須解決嵌入式系統(tǒng)溫升的問題。研究報告收集了國內(nèi)外嵌入式系統(tǒng)電子設(shè)備熱分析、熱設(shè)計、熱測試技術(shù)的相關(guān)文獻(xiàn),并進(jìn)行了系統(tǒng)的分析研究。對嵌入式系統(tǒng)熱分析、熱設(shè)計、熱測試技術(shù)的有關(guān)概念和方法進(jìn)行了闡述,對商業(yè)化的電子設(shè)備熱分析軟件進(jìn)行了調(diào)研。目前由于條件所限,只對電路板級的熱分析、熱設(shè)計及熱測試進(jìn)行了研究和實驗。為了從數(shù)學(xué)方面描述電路板的溫度分布,引入了傳熱學(xué)的基礎(chǔ)理論。研究了熱量傳遞的基本方式和原理,從熱阻的角度描述了傳熱過程。以二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱為重點(diǎn),研究了穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱過程的分析解和數(shù)值解,特別對數(shù)值解進(jìn)行了詳細(xì)地闡述。為了使用蟻群算法對電路板上的元器件布局進(jìn)行優(yōu)化,介紹了蟻群算法的基本思想和蟻群算法的實現(xiàn)過程,論述了螞蟻系統(tǒng)、精英螞蟻系統(tǒng)、蟻群系統(tǒng)和最大-最小螞蟻系統(tǒng)等蟻群算法的特點(diǎn)以及它們的性能差異,提出了一種蟻群算法的改進(jìn)方法。并且將蟻群算法與組合優(yōu)化算法中的遺傳算法和模擬退火算法進(jìn)行了比較。接著研究了熱傳導(dǎo)的... 

【文章來源】：西安電子科技大學(xué)陜西省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：82 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題背景和意義
    1.2 嵌入式系統(tǒng)電子設(shè)備溫升的主要原因
    1.3 熱技術(shù)的研究歷史與現(xiàn)狀
        1.3.1 相關(guān)研究成果
        1.3.2 發(fā)展動態(tài)分析
    1.4 本文主要研究內(nèi)容及安排
第二章 嵌入式系統(tǒng)各種熱技術(shù)探討
    2.1 熱分析技術(shù)
        2.1.1 熱分析的定義
        2.1.2 主要分析方法
        2.1.3 常用熱分析軟件
    2.2 熱設(shè)計技術(shù)
        2.2.1 熱設(shè)計的定義
        2.2.2 主要熱設(shè)計方法
        2.2.3 熱設(shè)計技術(shù)新進(jìn)展
    2.3 熱測試技術(shù)
        2.3.1 熱測試的定義
        2.3.2 主要測試方法
        2.3.3 PTC熱敏電阻
    2.4 嵌入式系統(tǒng)熱技術(shù)的層次分析
    2.5 小結(jié)
第三章 熱設(shè)計中使用的傳熱學(xué)理論和蟻群算法
    3.1 傳熱學(xué)理論
        3.1.1 熱傳導(dǎo)
        3.1.2 熱對流
        3.1.3 熱輻射
        3.1.4 傳熱過程
        3.1.5 二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的分析解
        3.1.6 二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的有限差分法數(shù)值解
        3.1.7 二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的微元體熱平衡法數(shù)值解
        3.1.8 二維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱的有限元數(shù)值解
    3.2 蟻群組合優(yōu)化算法
        3.2.1 蟻群算法的基本思想和實現(xiàn)過程
        3.2.2 蟻群優(yōu)化算法的提出
        3.2.3 基本蟻群優(yōu)化算法及其改進(jìn)算法
        3.2.4 各種蟻群算法性能比較
        3.2.5 蟻群算法與遺傳算法、模擬退火算法的對比
    3.3 小結(jié)
第四章 基于傳熱學(xué)和蟻群算法的熱分析和熱優(yōu)化
    4.1 微元體熱平衡法建立電路板熱傳導(dǎo)方程組
        4.1.1 內(nèi)部節(jié)點(diǎn)方程
        4.1.2 直線邊界節(jié)點(diǎn)方程
        4.1.3 90°拐角邊界節(jié)點(diǎn)方程
        4.1.4 穩(wěn)態(tài)節(jié)點(diǎn)方程組
    4.2 熱傳導(dǎo)方程組求解
        4.2.1 熱傳導(dǎo)方程組求解方法
        4.2.2 相關(guān)參數(shù)的確定
    4.3 用最大-最小螞蟻系統(tǒng)實現(xiàn)電子元器件的布局優(yōu)化
        4.3.1 最大-最小螞蟻系統(tǒng)的選擇
        4.3.2 對最大-最小螞蟻系統(tǒng)的改進(jìn)
        4.3.3 改進(jìn)的蟻群算法流程
    4.4 實驗及其結(jié)果分析
        4.4.1 實驗環(huán)境、條件和參數(shù)設(shè)置
        4.4.2 初始布局時各節(jié)點(diǎn)溫度計算
        4.4.3 使用改進(jìn)的MMAS算法優(yōu)化布局和優(yōu)化后各節(jié)點(diǎn)溫度
        4.4.4 使用Flotherm軟件進(jìn)行對PCB溫度場進(jìn)行仿真
        4.4.5 對實驗電路板實際測量實驗
    4.5 三維空間上元器件布局優(yōu)化
        4.5.1 熱傳導(dǎo)方程組的建立
        4.5.2 螞蟻訪問路徑的限制
        4.5.3 元器件位置布局優(yōu)化結(jié)果
        4.5.4 元器件位置布局優(yōu)化結(jié)果的實驗
    4.6 小結(jié)
第五章 總結(jié)和展望
致謝
參考文獻(xiàn)
碩士在讀期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]芯片冷卻新法:電暴[J]. 沈建苗.  微電腦世界. 2004(07)
[2]電子設(shè)備熱分析/熱設(shè)計/熱測試技術(shù)初步研究[J]. 于慈遠(yuǎn),于湘珍,楊為民.  微電子學(xué). 2000(05)
[3]記第七屆國際工業(yè)與科學(xué)中的溫度和熱測量學(xué)術(shù)討論會[J]. 姜世昌.  紅外與毫米波學(xué)報. 2000(01)
[4]一種實用的電子元件優(yōu)化設(shè)計新方法[J]. 李曉明,高澤溪,呂善偉.  微電子學(xué). 1999(01)

博士論文
[1]蟻群優(yōu)化原理、理論及其應(yīng)用研究[D]. 胡小兵.重慶大學(xué) 2004

碩士論文
[1]蟻群優(yōu)化算法及其應(yīng)用研究[D]. 李聞.湖南大學(xué) 2005
[2]電子元件熱分析應(yīng)用研究[D]. 王耀霆.西北工業(yè)大學(xué) 2004



本文編號：3282709