控制与决策

作者：杨彪,黄宏彬,杜庆治,吴照刚,彭飞云,韩泽民

单位：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,,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 信息工程与自动化学院,昆明 650500,,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 信息工程与自动化学院,昆明 650500,,昆明理工大学 信息工程与自动化学院,昆明 650500,

关键词：微波加热;温度分布;特征正交分解;有限元法;低阶模型;求解方法

基金：国家自然科学基金项目(62363019,61863020).

应用传统数值计算方法求解微波加热媒质过程的温度分布时,存在自由度数量大且无法快速获取温度分布的问题,为此开展如何平衡计算精度和求解速度的研究.一方面,推导微波加热模型有限元离散格式的高阶非线性方程组,并构建瞬像矩阵,在此基础上,引入特征正交分解(proper orthogonal decomposition,POD)方法获取最优POD基底,进一步降维得到低阶微波加热离散控制方程;另一方面,建立TE₁₀波辐射下矩形波导中媒质内部显性耗散功率表达式,开展微波加热媒质全局温度分布的有效计算.数值计算结果表明:所提基于POD的微波加热求解方法不仅能够准确求得加热过程中媒质内部的温度分布,并且计算速度提升82.9% sim 85.5%;同时,该方法在加热边界条件或初始条件发生变化时,无需重新计算POD基底,用较少基底就能够描述高阶模型超99.9%以上能量,对微波加热媒质过程温度分布的实时控制和快速计算具有重要意义.

来源：2024年第9期

《控制与决策》期刊编辑部

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