软件著作权 申请程序说明模版.doc

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优选
X X X X软件
设计说明书
. 节，本软件设计的目的就是完成介电功能梯度材料盆式绝缘子径向介电常数分布的优化设计。
2 实现功能
该软件能够实现GIS/GIL中盆式绝缘子简化模型的建立与电场数值计算，完成对盆式绝缘子的径向介电常数分布进展优化设计，降低盆式绝缘子沿面最大场强，提高沿面电场分布的均匀度。
该算法操作简单，具有优化精度高、可重复性强、优化速度快等一系列优点，便于二次开发。
3 工作原理
电场优化原理
在由两层电介质串联而成的同轴圆柱体中，施加以交流电压U，、外层电介质的介电常数分别为1、2，场中某点离轴线的距离为r，相关参数的定义如下列图。电介质中电通密度取半径方向，在电介质分界面处，不同电介质中电通密度的法向分量连续，于是有D1=D2，即
考虑到U=U1+U2，可得两层电介质上的电压分别为：
各层中的最大场强均在其外表，可得
当双层电介质的介电常数一样时，由于r1<r2，那么E1, max>E2, max；当双层电介质的介电常数不同且1>2时，E1, max、E2, max的取值会比较接近，调节介电常数优化电场分布的原理如图1所示。
图1 介电常数的变化对电场的调节作用
针对m层电介质串联而成的同轴圆柱体，在半径rn处，第n层绝缘上分得的最大场强为：
可知
根据多层电介质中电感应强度保持不变的原理，在强电场区域增加介电常数取值、在弱电场区域降低介电常数取值以优化电场分布。对于喇叭形构造的电介质，上述电场优化方法同样适用。
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软件实现
d-FGM盆式绝缘子介电常数分布优化采用MATLAB与ANSYS联合仿真实现。MATLAB完成介电常数的优化与更新工作，MATLAB代码调用ANSYS运行实现盆式绝缘子电场数值计算。
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4 模块介绍与接口设计
基于沿面场强反响的d-FGM盆式绝缘子介电常数分布优化软件整体上可分为盆式绝缘子电场计算模块、介电常数分布优化模块、MATLAB调用ANSYS接口设计三个局部，各模块之间的关系如图3所示。
图3 各模块关系图
介电常数分布优化模块
盆式绝缘子径向介电常数分布优化由软件MATLAB实现
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该模块的程序主要涉及变量赋值、矩阵运算、for循环(如for……else…… end)、矩阵最大值的提取、逻辑运算(如if......else......end)等根本操作，主要命令实现的功能已在原程序中注释。
if a(j)>b(j)
c(j)=a(j);
else
c(j)=b(j);
End
上述命令将a(j)、b(j)中的最大值赋