队伍演化算法及其在微波电路设计中的应用
[Abstract]:With the development of information technology, the optimization problem is becoming more and more complex, but the traditional optimization methods often have great limitations. The modern optimization algorithms, which are mainly evolutionary optimization algorithms, are constructed from the inspiration of biological intelligence or physical phenomena. They are suitable for highly parallel, global and adaptive, and so on. It provides a new way to solve complex problems by replacing the traditional manual experiments with purposeful and systematic processes. In microwave circuit design, many application problems require element optimization to adapt to various types of design variables, index constraints and the linearity of unit combination structures. As an important electromagnetic simulation software in microwave circuit design, HFSS provides users with a simple and easy to use modeling interface and powerful processor, which can calculate and analyze the electromagnetic characteristics of various complex 3D passive components. As a classical swarm intelligence evolutionary algorithm, particle swarm optimization (Particle Swarm) has been widely studied and applied due to its simple principle and easy implementation. In this paper, in order to accelerate the optimization speed and improve the convergence accuracy, a team evolution algorithm (Team Evolutionary algorithm based on PSO is proposed, which is combined with the interface script of HFSS software to complete the modeling, simulation and optimization of microwave components. The main work is summarized as follows: 1. The basic concept, implementation method and existing problems of PSO algorithm are analyzed and described. Some commonly used test functions in the optimization algorithm are deeply studied, and the original test functions are rotated and translated. The new test functions are more complex and changeable, and the performance of the algorithm is required higher. It is used to test the adaptability and optimization ability of the algorithm to many unknown structures or spaces in reality. For the shortcomings of PSO algorithm, a team evolution algorithm is proposed by introducing a variety of group strategies. The algorithm divides the optimization process into two stages: in the first stage, the players are divided into several junior teams to form a senior team in parallel, and in the latter stage, only the senior team is optimized to improve the convergence speed. In the whole optimization process, according to the evaluation of the achievements of the players, the dynamic control of the players to adjust the step size and the maximum adjustment space, at the same time, the production of coaching staff, to provide guidance for the direction of improvement of the players. The advantages and effectiveness of the algorithm are verified by comparing the high dimensional multimodal test function and its rotation translation function. The automatic modeling is realized by controlling HFSS software by macro command, the joint simulation of Matlab and HFSS is realized by using VBscript script language, and the optimization ability of team evolution algorithm and the powerful electromagnetic analysis ability of HFSS are used. To realize an optimization scheme based on team evolution algorithm and electromagnetic simulation software HFSS. 5. The optimization scheme is applied to microwave circuit design. The successful design of 1.2U 1.5 GHz filter antenna shows the effectiveness and application value of the optimized scheme based on team evolution algorithm and HFSS software.
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN454;TP18
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,本文编号:2197600
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