文档介绍：西安电子科技大学
硕士学位论文
PSO算法吸波混凝土优化设计及等效参数提取方法研究
姓名:吴盛辉
申请学位级别:硕士
专业:无线电物理
指导教师:葛德彪
20071201
摘要粒子群优化算法且恢只谌禾逅阉鞯淖允视扑慵际酢S捎谄能有效解决复杂优化任务,在过去几年中获得了飞速的发展,并在图像处理、多目标优化和电磁场领域得到了广泛应用。本文深入研究了粒子群优化算法,讨论了算法中控制参数对算法搜索性能的影响,将粒子群优化算法和传播矩阵法结合应用于介质板电磁参数的反演。针对惴ㄓ呕丛佣喾搴被崾樟沧泳植极值,计算结果误差较大等缺点,对标准算法进行改进,数值模拟结果和算例充分说明了改进算法有很大改进。为了达到吸波和屏蔽的效果,电磁吸波混凝土材料通常为电和磁均有耗的介质。对于电和磁均有耗的介质,导出了相应的透入深度、传播波长、反射和透射系数剑治隽俗杩蛊ヅ涞母拍睢V氐闾致哿松杓莆ú牧系牧礁龉丶因素:衰减特性和匹配特性。利用粒子群优化算法作为优化方法,分别计算了吸波混凝土材料达到吸收和屏蔽效果时,两层吸波混凝土材料介质参数和厚度的搭配。同时,编制了相应的计算机优化辅助设计软件界面,软件不仅能实现两层吸波材料达到吸波和屏蔽要求时吸波材料的设计,还具有操作简洁,便于用户操作使用的优点。通常吸波材料都是掺杂介质,吸波材料的配置须得测量和提取掺杂介质的等效电磁参数,以实现优化设计的结果。电磁参数提取方法作为微波测量中的一部分,从二十世纪七十年代提出已经三十余年。本文详细推导了矩形波导中和自由空间中利用椒ㄌ崛〗橹什问墓剑芙崃颂取方法,讨论了两种情况下提取方法的不同。通过和传播矩阵法分别计算了矩形波导中和自由空间中介质散射参数,利用数值模拟的方法提取介质参数,分析了椒ㄌ崛〗橹什问彼鱿值男痴裎侍狻W詈笸ü齈和街方法来提取掺杂混凝土介质的等效参数,并与经验公式计算结果相比较,结果相符。关键词:粒子群优化算法吸波材料优化设计电磁参数提取
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日期::墓堕驾日期:麴墨二兰西安电子科技大学学位论文独创性虼葱滦声明关于论文使用授权的说明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德,本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知,除了文中特以标注和致谢中所罗列的内容以外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果;也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中做了明确的说申请学位论文与资料若有不实之处,本人承担一切的法律责任。本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定,即:研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件,允许查阅和借阅论文;学校可以公布论文的全部或部分内容,可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证,毕业后结合学位论文研究课题再攥写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。明并表示了谢意。日期:导师签名:
第一章绪论§甀研究背景及意义§.W尤河呕惴当前,通过模拟生物群体的行为来解决计算问题已成为新的研究热点,形成:诵牡睦砺厶逑怠=扑,是在二十世纪九十年代初被提出的,是模仿自然界物竟天择、适者生存的进化机制来进行设计、控制和优化人工系统的技术,也称为进化算法,主要用于解决复杂的工程技术问题。进化计算的基本思想是把问题求解归结为适应度函数的寻优过程。通过生成解的种群,然后对种群中解的结构进行遗传、变异、评价、选择等操作,以生成新一代种群,如此循环迭代使整个种群中的解不断向最优解逼近。计算中单个个体只拥有简单智能,在简单进化规则的指导下竞争和合作,从而导致复杂智能的“突破”。进化计算正是基于这种思想而发展起来的一种通用的问题求解方法。粒子群优化,】【【俊惴ㄊ且恢中滦说慕化计算技术。它是由美国普渡大学的┦亢虴┦渴苣袢骸⒂闳觅食行为的启发在年提出的一种新的全局优化进化算法,其起源于对鸟类捕食行为的模拟,是对一个简化社会模型的仿真。与基于达尔文的“适者生存,优胜劣汰”进化思想的遗传算法不同的是,粒子群优化算法保留了基于种群的全局搜索策略,采用简单的速度、位移模型,避免了复杂的遗传操作;同时它特有的记忆使其可以动态跟踪当前的搜索情况,以调整其搜索策略,具有较强的全局搜索能力和稳健的收敛性,且不需要借助问题的特征信息。惴ň哂兴枷爰虻且容易编程实现的优点;同时又有深刻的智能背景,既适合科学研究,又特别适合工程应用。因此,痪岢觯⒖桃鹆私扑懔煊虻难д呙堑墓惴汗注,在短短的几年时间里涌现了大量的研究成果,形成了一个研究热点。粒子群优化算法是基于群体进化的一种算法