[发明专利]一种基于聚类的试验加热回路自动设计方法

权利要求书

1.一种基于聚类的试验加热回路自动设计方法，其特征在于，包括以下步骤：数据录入，待加热面分割，二维聚类运算，加热回路设计，电装方案输出；

所述数据录入步骤用于批量输入待加热表面的尺寸和最大热流需求；

所述待加热面分割步骤用于对每个加热面进行细分，以考虑其用不同数量薄膜电加热器的状态；

所述二维聚类运算步骤用于对所有待加热表面的所有分割可能性进行聚类；

所述加热回路设计步骤根据二维聚类运算结果，根据距离选择最优化的加热回路设计方案，并对最大加热能力参数进行核算；

所述电装方案输出步骤用于快速输出薄膜电加热器的并联、串联方式，给出电装方案；

读入所有待加热表面长宽X、Y，即按照顺序依次读入数组所有待加热表面的长X，和宽Y，依次按顺序存在数组X₀[m]和Y₀[m]中，其中数组长度m为待加热表面的数量；

对所有加热面进行1×1至n×n阵列分割，根据设置，对所有待加热表面进行细分，其中1×1分割的长、宽数组即为在上述过程中生成的X₀[m]和Y₀[m]；

1×2分割的长、宽数组存储于矩阵X₁₂[m]和Y₁₂[m]，其中X₁₂[m]与X₀[m]相同，Y₁₂[m]中数值为Y₀[m]中对应值的1/2；

2×1分割的长、宽数组存储于矩阵X₂₁[m]和Y₂₁[m]，其中X₂₁[m]中数值为X₀[m]中对应值的1/2，Y₂₁[m]与Y₀[m]相同；

2×2分割的长、宽数组存储于矩阵X₂₂[m]和Y₂₂[m]，其中X₂₂[m]、Y₂₂[m]中数值均为X₀[m]、Y₀[m]中对应值的1/2；

以此类推可得3×1、3×2、3×3、2×3、1×3及更高分割次数的数值定义；

将所有细分面长宽插入同一数组，即将上述过程中所有X_i[m]和Y_i[m]数组合并，得到X[]和Y[]，其中数组的长度依分割的次数而定，为n²m，其中n为最大分割次数；在X[]和Y[]数组形成后，还需要将所有细分面的按照长、宽方式保存，遍历X[]和Y[]数组后，对X[i]＜Y[i]的情况进行X[i]和Y[i]互换，即保证所有点位于直线Y＝X的下方；

二维聚类运算，对X[]和Y[]组成的点阵进行二维聚类运算，其中聚类簇数按照设定的薄膜电加热器规格数进行选取，由于聚类算法的结果与初始随机中心位置的选择有关，因此结果存在一定的随机性，需要对聚类运算反复运行数次，确保聚类结果为最优解；

选取每个类的min(x)，min(y)作为加热片规格，根据聚类计算结果，选取每个聚类簇的x最低值min(x)和y最低值min(y)作为加热面积，考虑边缘后，本类的薄膜电加热器规格设置为min(x)-20mm，min(y)-20mm；此时，对所有待加热表面的细分方式进行遍历，选择面积覆盖率最高的细分方式，此时每个待加热表面的薄膜电加热器方法即唯一确定。

2.根据权利要求1所述的一种基于聚类的试验加热回路自动设计方法，其特征在于，所述数据录入步骤具体录入数据包括每个待加热表面的长、宽、最大热流需求，最大电流，最大电压。

3.根据权利要求1所述的一种基于聚类的试验加热回路自动设计方法，其特征在于，所述待加热面分割步骤中长、宽的细分至少包括3次，即至少考虑1×1、1×2、2×1、3×1、3×2、3×3、1×3、2×3几种细分方式。

4.根据权利要求1所述的一种基于聚类的试验加热回路自动设计方法，其特征在于，所述二维聚类运算步骤用于对所有待加热表面的所有分割可能性进行聚类，以对薄膜电加热器的规格进行快速的合并。