文档介绍：万方数据
分类号: TP 183
密级: 公开
学号: 112030015
工学硕士学位论文
基于最优估计的粒子群电磁空间映射算法
的研究与应用
学生姓名楼群
指导教师田雨波教授
江苏科技大学
二〇一三年十一月
万方数据
A Thesis Submitted in Fulfillment of the Requirements
for the Degree of Master of Engineering
Particle Swarm EM Space-Mapping Algorithm and Its
Application Based on Optimal Estimation
Submitted by
Lou Qun
Supervised by
Tian Yu-Bo
Jiangsu University of Science and Technology
November, 2013
万方数据
论文独创性声明
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究成果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已
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学位论文作者签名: 日期:
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研究生签名: 导师签名:
日期: 日期:
二〇一三年十一月
万方数据
摘要
摘要
空间映射算法将计算代价少、精度差的方法(粗糙模型)与计算代价大、精度高
的方法(精确模型)相结合,大幅提高了计算效率。但是,其使用参数提取过程建立
空间映射关系,这必然导致五点问题:1、难以处理多目标优化问题;2、粗糙模型难
以确定;3、参数提取中映射关系的基函数难以确定,不同的基函数对于映射关系是否
收敛有很大影响;4、由于粗糙模型在细节上难以描述精确模型,因而空间映射算法只
能计算得出满足要求的精确模型参量,难以求得精确模型参量空间的最优解;5、由于
参数提取需要不断的迭代粗糙模型进而拟合精确模型,当粗糙模型的计算代价不可忽
略的前提下,采用参数提取的方式进行空间映射显然会产生巨大的计算量。针对这五
点问题,本文从空间映射的本质思路出发,使用神经网络、最小均方估计和卡尔曼滤
波估计直接建立粗糙模型与精确模型之间的映射关系,并将映射关系融合到单目标和
多目标粒子群算法中,在实际的仿真计算中效果明显。本文的研究内容主要如下:
1、研究并总结出适合空间映射的粗糙模型的选择问题,即分别使用电路模型、微
带线有限元 ABCD 矩阵法以及粗糙网格剖分的电磁计算方法作为粗糙模型,并拓展出
一种基于粒子群的微波等效电路模型设计方法。
2、研究多目标理论,结合空间映射算法思想,使用差值神经网络建立映射关系,
并提出可处理多目标优化的空间映射算法。实际仿真计算结果表明,这种方法效果较
好,且收敛度较高。
3、研究最优估计理论,结合空间映射思想以及粒子群算法,使用卡尔曼滤波估计
建立粗糙模型与精确模型之间的映射关系,提出基于粒子群算法的空间映射快速计算
方法。实际仿真计算结果证明,此种方法效果十分明显,鲁棒性好,且易于实现。
4、基于最优估计理论,结合上述研究成果以及多目标粒子群算法,使用最小均方
估计和卡尔曼滤波估计指导多目标算法寻找 Pareto 最优解集,提出基于粒子群优化算
法以及最优估计理论的多目标电磁快速计算方法。实际仿真计算结果证明,这种基于
空间映射理论的多目标电磁快速计算方法效果明显,且鲁棒性好。
5、采用上述所提出的空间映射算法进行电磁问题快速优化设计,完