智能优化算法在电磁场逆散射中的应用研究
发布时间：2021-11-01 05:28
电磁逆散射的主要任务是通过测量到的散射场数据对目标进行重建。针对线性逆散射法限制较多的问题,本文首先将逆散射问题转化为优化问题,进而使用优化算法来处理。传统智能优化算法在求解该问题上存在不同程度的早熟收敛、全局搜索效率低等缺陷,因此,探索一种新的优化算法迫在眉睫。和声搜索算法是一种新兴的智能优化算法,该算法已被成功地应用于诸多领域并表现出优越的性能。本文在深入分析智能优化算法及电磁场逆散射理论的基础上,对基于多模优化技术的和声搜索算法及其对电磁逆散射问题的优化进行了研究,主要工作和创新包括以下几个方面:1、针对排挤策略中的替换错误问题,引入排挤距离将替换错误限制在一定的范围内,提出基于限定排挤策略的和声搜索算法;针对限定排挤策略中生境维持能力较差的缺陷,引入动态排挤因子,提出了基于动态排挤策略的和声搜索算法。实验表明排挤策略能够有效地增加记忆矩阵中个体的多样性,避免算法陷于单个最优解。2、针对电磁场逆散射问题中目标函数的峰半径无法根据先验知识获取的缺陷,研究了峰半径根据问题特点自动调整的方法,提出自适应调整峰半径的共享策略;针对共享策略中个体共享适应度的计算比较耗时的缺陷,提出基于清除...
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景和意义
1.1.1 电磁场正散射
1.1.2 电磁场逆散射
1.1.3 优化算法
1.2 研究工作的现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文章节安排
第二章 智能优化理论
2.1 引言
2.2 智能优化算法
2.2.1 没有免费的午餐定理
2.2.2 遗传算法的理论及算法研究
2.2.3 和声搜索算法
2.3 多模优化策略
2.3.1 小生境技术
2.3.2 多种群技术
2.3.3 双目标优化技术
2.4 算法的性能评价
2.4.1 测试函数
2.4.2 性能评价标准
2.5 本章小结
第三章 基于小生境策略的和声搜索算法
3.1 引言
3.2 多模优化的传统小生境方法简介
3.2.1 排挤策略
3.2.2 共享策略
3.3 基于排挤策略的和声搜索算法
3.3.1 种群初始化策略
3.3.2 用于多模优化的排挤策略
3.3.3 基于标准排挤策略的和声搜索算法
3.3.4 基于限定排挤策略的和声搜索算法
3.3.5 基于动态排挤策略的和声搜索算法
3.3.6 几种排挤和声搜索算法的分析与比较
3.4 基于共享策略的和声搜索算法
3.4.1 用于多模优化的共享策略
3.4.2 自适应调整峰半径的共享策略
3.4.3 清除共享策略
3.4.4 几种共享和声搜索算法的实现与比较
3.5 本章小结
第四章 基于多种群策略的和声搜索算法
4.1 引言
4.2 多种群优化策略
4.2.1 粗粒度模型
4.2.2 细粒度模型
4.2.3 混合模型
4.3 拓扑多种群和声搜索算法
4.3.1 种族的创建与划分
4.3.2 拓扑分析函数
4.3.3 拓扑多种群和声搜索算法的实现与分析
4.4 双目标和声搜索算法
4.4.1 多目标优化
4.4.2 非支配排序算法
4.4.3 无参非支配算子
4.4.4 双目标和声搜索算法的实现与分析
4.5 几种多模优化策略的性能分析
4.5.1 多模优化策略的性能比较
4.5.2 多模和声搜索算法与其他算法的性能比较
4.6 本章小结
第五章 智能优化算法在电磁场逆散射中的应用研究
5.1 引言
5.2 二维理想导体目标的重建问题
5.2.1 麦克斯韦方程组
5.2.2 矩量法求解导体柱的TM波散射问题
5.2.3 逆问题分析
5.3 多模和声搜索算法在电磁场逆散射中的应用
5.3.1 圆柱导体的逆散射
5.3.2 简单任意形状导体的逆散射
5.3.3 复杂任意形状导体的逆散射
5.3.4 几种多模和声搜索算法的逆散射应用比较
5.4 经典智能优化算法在电磁场逆散射中的应用
5.4.1 智能优化算法对理想导体柱形状参数的反演
5.4.2 几种智能优化算法的逆散射应用比较
5.5 小结
第六章 结论
6.1 本文主要工作
6.2 本文主要创新点
6.3 需要进一步研究的工作
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
本文编号：3469587
【文章来源】：河北工业大学天津市 211工程院校
【文章页数】：149 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究工作的背景和意义
1.1.1 电磁场正散射
1.1.2 电磁场逆散射
1.1.3 优化算法
1.2 研究工作的现状
1.3 本文的主要研究内容
1.4 本文章节安排
第二章 智能优化理论
2.1 引言
2.2 智能优化算法
2.2.1 没有免费的午餐定理
2.2.2 遗传算法的理论及算法研究
2.2.3 和声搜索算法
2.3 多模优化策略
2.3.1 小生境技术
2.3.2 多种群技术
2.3.3 双目标优化技术
2.4 算法的性能评价
2.4.1 测试函数
2.4.2 性能评价标准
2.5 本章小结
第三章 基于小生境策略的和声搜索算法
3.1 引言
3.2 多模优化的传统小生境方法简介
3.2.1 排挤策略
3.2.2 共享策略
3.3 基于排挤策略的和声搜索算法
3.3.1 种群初始化策略
3.3.2 用于多模优化的排挤策略
3.3.3 基于标准排挤策略的和声搜索算法
3.3.4 基于限定排挤策略的和声搜索算法
3.3.5 基于动态排挤策略的和声搜索算法
3.3.6 几种排挤和声搜索算法的分析与比较
3.4 基于共享策略的和声搜索算法
3.4.1 用于多模优化的共享策略
3.4.2 自适应调整峰半径的共享策略
3.4.3 清除共享策略
3.4.4 几种共享和声搜索算法的实现与比较
3.5 本章小结
第四章 基于多种群策略的和声搜索算法
4.1 引言
4.2 多种群优化策略
4.2.1 粗粒度模型
4.2.2 细粒度模型
4.2.3 混合模型
4.3 拓扑多种群和声搜索算法
4.3.1 种族的创建与划分
4.3.2 拓扑分析函数
4.3.3 拓扑多种群和声搜索算法的实现与分析
4.4 双目标和声搜索算法
4.4.1 多目标优化
4.4.2 非支配排序算法
4.4.3 无参非支配算子
4.4.4 双目标和声搜索算法的实现与分析
4.5 几种多模优化策略的性能分析
4.5.1 多模优化策略的性能比较
4.5.2 多模和声搜索算法与其他算法的性能比较
4.6 本章小结
第五章 智能优化算法在电磁场逆散射中的应用研究
5.1 引言
5.2 二维理想导体目标的重建问题
5.2.1 麦克斯韦方程组
5.2.2 矩量法求解导体柱的TM波散射问题
5.2.3 逆问题分析
5.3 多模和声搜索算法在电磁场逆散射中的应用
5.3.1 圆柱导体的逆散射
5.3.2 简单任意形状导体的逆散射
5.3.3 复杂任意形状导体的逆散射
5.3.4 几种多模和声搜索算法的逆散射应用比较
5.4 经典智能优化算法在电磁场逆散射中的应用
5.4.1 智能优化算法对理想导体柱形状参数的反演
5.4.2 几种智能优化算法的逆散射应用比较
5.5 小结
第六章 结论
6.1 本文主要工作
6.2 本文主要创新点
6.3 需要进一步研究的工作
参考文献
攻读学位期间所取得的相关科研成果
致谢
本文编号：3469587
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