Surrogate Assisted Evolutionary Design of High Voltage Solid State Modulators for Medical and Industrial Linear Accelerator

2026

Жабық қол жеткізу Метадеректер (CSL-JSON)
DOI 10.1109/sami68106.2026.11420310
Деректер сенімділігі 70 орташа
Бұл баға қалай есептеледі

Ол жазбаның өзінің тексерілетін белгілерінен құралады: мақаланың DOI-і бар ма, оның деректерін қанша тәуелсіз дереккөз растады, міндетті өрістер толтырылған ба және соңғы растау қаншалықты жаңа. Дереккөздер арасындағы алшақтық пен идентификатордың болмауы бағаны төмендетеді. 80-нен бастап мән жазбаның қосымша тексерусіз жарияланғанын, 60-тан 79-ға дейін — оның сенімділігі төмен күйде жарияланғанын және қолмен тексеру ұсынылатынын білдіреді. Редактор қолмен тексерген жазбаны қайта есептеу 90-нан төмен түсірмейді. Бұл — мақаланың өзіне емес, ол туралы деректерімізге берілген баға.

Аңдатпа

The selection of the capacitor bank presents a significant challenge in pulsed modulators. Pulsed-film capacitors are used commonly, but they show high cost and low capacitance. Alternatives that satisfy performance requirements while minimizing voltage droop and cost are required. This work presents the design of a solid-state modulator rated at 80 kV and 110 A, using only aluminum electrolytic capacitors. In this study detailed schematics and PCB layouts are developed, which ensures fabrication readiness. The capacitor bank configuration is formulated as a constrained multi-objective optimization problem with objectives to reduce voltage droop, ESR losses, and cost. NSGA-II is applied to generate Pareto-optimal solutions for six capacitor candidates. A surrogate deep neural network (DNN) is trained to approximate the mapping between design parameters and performance, achieving a coefficient of determination (R-squared) close to one on validation data. The optimized design achieves a cost reduction of thirty percent, voltage droop below two percent, and ESR losses under one kilowatt. Key contributions include the replacement of pulsed-film capacitors with electrolytics for the DC-link and the integration of evolutionary optimization with a surrogate model, which provides a scalable and fabrication-ready method for medical and industrial Linear Accelerator (LINAC) modulators.