文档介绍：天津大学
硕士学位论文
神经网络在缺陷接地结构最优化设计中的应用研究
姓名:李蓉
申请学位级别:硕士
专业:电磁场与微波技术
指导教师:王安国
20070101
摘要关键词:缺陷接地结构峭ü谖⒉ǖ缏返酌娴慕鹗艚拥匕迨纯獭叭毕荨保改变接地板上的电流分布,从而使整个微波电路在特定频段处表现出禁带特性的电路结构。对姆治鐾ǔ2捎肍确椒ǎ淙徽庑┑绱懦∈捣治龇法具有计算严格、精度高的特点,但是计算过程复杂、耗时,难以满足日益增长的治龊蜕杓埔G蟆神经网络是模拟人脑的信息处理系统,经过对指定数据集进行训练,可以学会输入数据和输出数据之间的映射关系。完成训练的神经网络模型对学习范围内的输入可以迅速准确地得出的输出响应。这一特性使得神经网络在很多领域得到了广泛的应用。拇湎凳【鲇凇叭毕荨钡某叽绾凸ぷ髌德剩⒂胫纬煞窍咝杂射,而符合特定条件的神经网络具有对任意非线性映射进行任意精度逼近的能力,故可建立纳窬缒P停⒔淝度胗呕杓瞥绦蛑校迪諨的最优化设计。本文对一种新型组合式非周期性缺陷接地结构进行优化设计,优化过程是以该结构电路的神经网络模型为分析单元,以所要求的传输系数为期望目标,以使误差函数达到极小的“缺陷”结构尺寸为输出,优化过程经单纯形优化算法寻优实现。为了进一步满足优化设计中对神经网络泛化能力的要求,本文从神经网络模型的训练方式入手,按照不同尺寸在一定频率范围内表现出的频率特性相似性,将训练数据采用两种方法分组,并对各分组进行独立训练,最后将各分组神经网络输出的合成做为最终输出。与方法及实验测试结果的对比验证了分组神经网络模型具有较好的准确性;与原神经网络输出的对比显示出分组建模神经网络的泛化能力得到很大提高,极大地缩短了训练所需的时间,并且充分利用了训练数据。最后应用分组建模的神经网络模型实现了的优化设计,仿真结果与实际测试结果的一致性较好,表明了该设计方法的正确性和有效性。组合式非周期性缺陷接地结构神经网络优化设计泛化分组
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签字日期:跏辏挛墨约司学位论文作者签名:杏磐衲独创性声明学位论文版权使用授权书学位论文作者签名:信晷或撰写过的研究成果,,除了文中特别加以标注和致谢之处外,论文中不包含其他人已经发表书而使用过的材料。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作了明确的说明并表示了谢意。签字同期:—有关保留、使用学位论文的规定。索,并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。C艿难宦畚脑诮饷芎笫视帽臼谌ㄋ得导师签名:签字同期:>誓阥月同
第一章绪论神经网络是模拟人脑神经系统结构的信息处理系统,具有学习的特性。经过对指定数据集进行训练,可以学会输入数据和输出数据之间的映射关系,对输入数据范围内的其他数据也可迅速得出准确的响应【俊H艚庖惶匦杂τ糜谔囟ǖ路的分析与设计中,则可在保证结果精度的基础上节省大量计算电路特性所用的时间【俊R虼耍梢杂蒙窬缒P吞娲承┘扑愫氖钡氖捣治龇椒ㄊ迪痔囟电路的优化设计。计算机辅助电路最优化设计利用了计算机快速计算的能力,对电路性能进行分析,并根据所需指标要求自动修改电路参数,经反复修正直至满足给定要求或不能继续改进为止,使电路特性达到最优。在优化设计的过程中,设计参数的每次改变都代表一个具体的电路,即优化设计的过程就是对不同电路反复分析的过程【”】。这时可以利用神经网络能够快速准确响应的特性,将其嵌入到优化算法之中以取代原有计算耗时的分析方法,作为电路特性的分析计算单元,实现电路结构的最优化设计。光子带隙:谖⒉ㄆ刀斡殖频绱糯,人们在它的基础上发展出了缺陷接地结构:Mü晕⒉ǖ缏返酌娴慕鹗艚拥匕迨纯獭叭毕荨保变了接地板上的电流分布,从而使整个微波电路在特定频段处表现出禁带特性6侵芷谛匀毕萁拥亟峁:啾扔谥芷谛匀毕萁峁梗哂械缏烦叽缧⒔峁辜虻ァ⒈阌谏计等优点。缺陷接地结构在微波领域有着广泛的应用,可用于实现滤波功能、抑制功率放大器的高次谐波、实现微带天线的谐波抑制等等。对缺陷接地结构的研究通常采用时域有限差分法等电磁场数值分析的方法淙徽庑┓椒ǹ梢跃贩治鯠的传输特性,研究不同结构尺寸对频率特性的影响,但是计算复杂耗时。由于在募扑慊ㄖ杓浦行枰6圆煌缏结构进行反复迭代的分析,显然在优化设计中直接应用这些数值分析方法是不现实的。本文针对一种具有双阻带特性的,实现了基于神经网络的该缺陷接地结构的最优化设计。并且,为了迸一步提高神经网络的泛化能力、缩短训练时间,根据该特