1.一种BGA焊点参数优化方法,其特征在于,包括以下步骤:S1,构建有限元模型;
S2,焊点参数设计,并建立实验样本数据表单;
S3,将实验样本数据输入至有限元模型中,获得各实验样本数据对应的等效应力值,并将对应的等效应力值添加至实验样本数据表单中,获得数据集;
S4,基于改进灰狼优化支持向量机回归,构建焊点参数与等效应力值之间的预测模型;
S5,基于改进灰狼优化算法对预测模型进行寻优,获得BGA焊点参数最优组合以及对应的等效应力值;
所述改进灰狼优化算法,包括以下步骤:S51,利用Circle混沌映射种群初始化,Circle混沌映射表达式为:;
式中,xn和xn+1分别表示第n个和第n+1个混沌数,取值范围均为[0,1];
S52,根据变量的上下界来随机初始化灰狼的位置X;
S53,计算每一头狼的适应度值,并将种群中适应度值最优的狼的位置信息保存为Xσ,将种群中适应度值次优的狼的位置信息保存为Xβ,将种群中适应度第三优的灰狼的位置信息保存为Xδ,表达式为:;
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;
;
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式中,表示Hadamard乘积;A和C表示协同系数向量;a表示收敛因子,由2线性减小到0;
r1和r2是在[0,1]之间的随机向量;Xα、Xβ、Xδ分别表示当前种群中α、β、δ的位置向量;X表示灰狼的位置向量;Dα、Dβ、Dδ分别表示当前候选灰狼与最优三条狼之间的距离;t表示迭代次数;
S54,更新灰狼X的位置;
S55,计算每一头狼的适应度值,并更新三匹头狼的最优位置;
所述步骤S55中表达式为:
对于δ狼:
;
;
式中,ρ是分布在[0,1]中的随机数;
对于β狼:
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式中,b为对数螺旋形状常数,l为‑1 1之间的随机数;
~
对于α狼:
;
;
式中,Levy(λ)为随机搜索路径,µ为步长控制因子,取0.01;f为个体适应度值;rand4表示[0,1]之间的随机变量;p为优胜劣汰选择概率;
S56,若改进灰狼算法在最大迭代次数没有满足收敛条件,则返回步骤55进行参数的重新优化,直至达到收敛条件,得到最优的灰狼位置;
S57,保存最优参数组合和最优适应度值。
2.如权利要求1所述的BGA焊点参数优化方法,其特征在于:步骤S1中所述构建有限元模型,其中,基于ANSYS建立BGA有限元模型,并在有限元模型中施加热—正弦耦合的仿真,以获取焊点的等效应力值。
3.如权利要求2所述的BGA焊点参数优化方法,其特征在于:步骤S2中所述焊点参数设计,其中,焊点参数设计包括焊点高度、焊盘直径、焊点间距和下焊盘厚度。
4.如权利要求3所述的BGA焊点参数优化方法,其特征在于:步骤S2中所述建立实验样本数据表单,其中,根据焊点高度、焊盘直径、焊点间距和下焊盘厚度四个影响因素,采用正交设计法,构建实验样本数据表单。
5.如权利要求4所述的BGA焊点参数优化方法,其特征在于:步骤S4中所述基于改进灰狼优化支持向量机回归,构建焊点参数与等效应力值之间的预测模型,包括以下子步骤:S41,对数据集划分为测试集和验证集;
S42,设定支持向量机回归的超参数的初始值以及狼群中各只狼的初始位置;
S43,计算支持向量机回归预测模型的适应度并记录当前狼的位置和其适应度值;
S44,将当前狼适应度函数值与最佳狼适应度值相比较,若当前狼的适应度更优,则更新最佳狼的位置为当前狼的位置,否则维持最佳狼的位置不变;
S45,若改进灰狼算法在最大迭代次数没有满足收敛条件,则返回步骤44进行参数的重新优化,直至达到收敛条件,得到最优的灰狼位置;
S46,构建改进灰狼优化支持向量机回归的预测模型;
S47,将焊点高度、焊盘直径、焊点间距以及下焊盘厚度特征输入预测模型中,输出相应的等效应力值。
6.如权利要求5所述的BGA焊点参数优化方法,其特征在于:所述预测模型的计算表达式为:;
;
;
式中,K(xi,xj)为高斯核函数,xi和xj表示两个样本的特征向量,σ为核函数的参数,和 均为拉格朗日乘子,b为常数,f(x)为预测模型,E为等效应力值,x1为焊点高度,x2为焊盘直径,x3为焊点间距,x4为下焊盘厚度。
7.一种BGA焊点参数优化系统,包括如权利要求1‑6任一项所述的BGA焊点参数优化方法,其特征在于:所述系统包括:仿真模块,用于构建有限元模型;
参数设计模块,用于焊点参数设计,并建立实验样本数据表单;
获取模块,用于将实验样本数据输入至有限元模型中,获得各实验样本数据对应的等效应力值,并将对应的等效应力值添加至实验样本数据表单中,获得数据集;
构建预测模块,用于基于改进灰狼优化支持向量机回归,构建焊点参数与等效应力值之间的预测模型;
优化模块,用于基于改进灰狼优化算法对预测模型进行寻优,获得BGA焊点参数最优组合以及对应的等效应力值。
8.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括:存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的BGA焊点参数优化方法程序,所述BGA焊点参数优化方法程序配置为实现如权利要求1至6任一项所述的BGA焊点参数优化方法的步骤。