基于并行贝叶斯优化的蒙皮天线机电综合设计
发布时间：2021-04-22 11:47
蒙皮天线是一种将射频元件、天线阵和传感元件集成到一起的新型结构功能一体化天线,其设计通常基于机械、电磁软件的仿真分析。本文针对目前蒙皮天线设计中存在的两个问题进行研究:一是蒙皮天线的设计缺乏机电协同的快速优化设计方法。当前蒙皮天线的设计是将天线的电性能和力学性能彼此分开考虑的,设计人员分别采用力学仿真软件和电磁仿真软件进行独立仿真设计,这往往导致蒙皮天线无法同时满足力学和电学性能指标,而且仿真软件调用次数多,耗时长;二是蒙皮天线的设计缺乏考虑不确定因素影响的稳健优化设计方法。蒙皮天线的加工制造过程中不可避免的存在一些不确定因素,例如加工制造误差、材料属性偏差等,然而目前的蒙皮天线设计方法常常忽略这些不确定因素的影响,把蒙皮天线的设计问题当作确定性优化问题进行求解,从而使天线电性能对不确定因素的变化较为敏感。这些不确定因素的微小扰动,可能导致天线电性能的恶化,甚至无法满足工作需求。为了解决上述两个问题,本文提出两种并行贝叶斯优化算法,并将其应用于蒙皮天线的机电协同优化设计和稳健优化设计。本文的具体研究工作如下:（1）提出了两种并行贝叶斯优化算法:第一种是集成伪期望提高准则的并行贝叶斯优化...
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 蒙皮天线研究现状
1.3 蒙皮天线设计方法的研究现状
1.4 贝叶斯优化的研究现状
1.5 本文的主要研究内容
第二章 并行贝叶斯优化算法
2.1 引言
2.2 传统贝叶斯优化方法
2.3 提出的算法
2.3.1 集成伪期望提高准则的并行贝叶斯优化算法
2.3.2 集成信赖域的伪期望并行贝叶斯优化算法
2.4 数值测试算例
2.5 天线单元优化算例
2.5.1 偏置微带馈电平面单极子天线
2.5.2 非对称共面波导平面单极子天线
2.6 本章小结
第三章 蒙皮天线防护层与天线层的机电协同优化设计
3.1 引言
3.2 问题的描述
3.3 提出的机电协同优化设计方法
3.4 算例1:高集成有源蒙皮天线优化设计
3.4.1 天线单元优化设计
3.4.2 蒙皮天线阵列优化设计
3.5 算例2:嵌入3D打印框架的蒙皮天线优化设计
3.5.1 天线单元优化设计
3.5.2 蒙皮天线阵列优化设计
3.6 本章小结
第四章 蒙皮天线稳健优化设计
4.1 引言
4.2 基于区间分析的稳健优化模型
4.3 基于并行贝叶斯优化的稳健设计求解方法
4.4 算例验证
4.4.1 数值函数算例
4.4.2 蒙皮天线稳健优化设计
4.5 本章小结
第五章 天线虚拟样机快速优化软件设计
5.1 引言
5.2 虚拟样机总体架构
5.2.1 软件功能模块组成
5.2.2 虚拟样机工作流程
5.3 实验验证
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]集成最小化置信下限和信赖域的动态代理模型优化策略[J]. 曾锋,周金柱. 机械工程学报. 2017(13)
[2]结构功能一体化相控阵天线高密度集成设计方法[J]. 何庆强,姚明,任志刚,张剑,李燚. 电子元件与材料. 2015(05)
[3]智能蒙皮天线的体系构架与关键技术[J]. 何庆强,王秉中,何海丹. 电讯技术. 2014(08)
[4]结构功能一体化天线的机电耦合机理和实验[J]. 周金柱,黄进,宋立伟,章丹. 电子机械工程. 2014(01)
[5]Target distribution in cooperative combat based on Bayesian optimization algorithm[J]. Shi Zhifu, Zhang An & Wang Anli Electronic Information School, Northwestern Polytechnical Univ., Xi’an 710072, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2006(02)
博士论文
[1]基于非概率模型的天线结构稳健与机电集成优化设计[D]. 胡乃岗.西安电子科技大学 2018
[2]面向工程不确定问题的稳健优化设计理论与方法研究[D]. 董荣梅.大连理工大学 2010
[3]基于区间的不确定性优化理论与算法[D]. 姜潮.湖南大学 2008
硕士论文
[1]一种自适应代理模型方法及其在反射面天线机电综合优化中的应用[D]. 曾锋.西安电子科技大学 2015
[2]结构因素对共形承载天线电性能的影响机理[D]. 冯曼曼.西安电子科技大学 2015
[3]基于代理模型法和差分进化算法的天线优化设计[D]. 李哲.西安电子科技大学 2014
[4]蜂窝夹层微带天线的分析与设计[D]. 章丹.西安电子科技大学 2014
本文编号：3153722
【文章来源】：西安电子科技大学陕西省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
符号对照表
缩略语对照表
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 蒙皮天线研究现状
1.3 蒙皮天线设计方法的研究现状
1.4 贝叶斯优化的研究现状
1.5 本文的主要研究内容
第二章 并行贝叶斯优化算法
2.1 引言
2.2 传统贝叶斯优化方法
2.3 提出的算法
2.3.1 集成伪期望提高准则的并行贝叶斯优化算法
2.3.2 集成信赖域的伪期望并行贝叶斯优化算法
2.4 数值测试算例
2.5 天线单元优化算例
2.5.1 偏置微带馈电平面单极子天线
2.5.2 非对称共面波导平面单极子天线
2.6 本章小结
第三章 蒙皮天线防护层与天线层的机电协同优化设计
3.1 引言
3.2 问题的描述
3.3 提出的机电协同优化设计方法
3.4 算例1:高集成有源蒙皮天线优化设计
3.4.1 天线单元优化设计
3.4.2 蒙皮天线阵列优化设计
3.5 算例2:嵌入3D打印框架的蒙皮天线优化设计
3.5.1 天线单元优化设计
3.5.2 蒙皮天线阵列优化设计
3.6 本章小结
第四章 蒙皮天线稳健优化设计
4.1 引言
4.2 基于区间分析的稳健优化模型
4.3 基于并行贝叶斯优化的稳健设计求解方法
4.4 算例验证
4.4.1 数值函数算例
4.4.2 蒙皮天线稳健优化设计
4.5 本章小结
第五章 天线虚拟样机快速优化软件设计
5.1 引言
5.2 虚拟样机总体架构
5.2.1 软件功能模块组成
5.2.2 虚拟样机工作流程
5.3 实验验证
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]集成最小化置信下限和信赖域的动态代理模型优化策略[J]. 曾锋,周金柱. 机械工程学报. 2017(13)
[2]结构功能一体化相控阵天线高密度集成设计方法[J]. 何庆强,姚明,任志刚,张剑,李燚. 电子元件与材料. 2015(05)
[3]智能蒙皮天线的体系构架与关键技术[J]. 何庆强,王秉中,何海丹. 电讯技术. 2014(08)
[4]结构功能一体化天线的机电耦合机理和实验[J]. 周金柱,黄进,宋立伟,章丹. 电子机械工程. 2014(01)
[5]Target distribution in cooperative combat based on Bayesian optimization algorithm[J]. Shi Zhifu, Zhang An & Wang Anli Electronic Information School, Northwestern Polytechnical Univ., Xi’an 710072, P. R. China. Journal of Systems Engineering and Electronics. 2006(02)
博士论文
[1]基于非概率模型的天线结构稳健与机电集成优化设计[D]. 胡乃岗.西安电子科技大学 2018
[2]面向工程不确定问题的稳健优化设计理论与方法研究[D]. 董荣梅.大连理工大学 2010
[3]基于区间的不确定性优化理论与算法[D]. 姜潮.湖南大学 2008
硕士论文
[1]一种自适应代理模型方法及其在反射面天线机电综合优化中的应用[D]. 曾锋.西安电子科技大学 2015
[2]结构因素对共形承载天线电性能的影响机理[D]. 冯曼曼.西安电子科技大学 2015
[3]基于代理模型法和差分进化算法的天线优化设计[D]. 李哲.西安电子科技大学 2014
[4]蜂窝夹层微带天线的分析与设计[D]. 章丹.西安电子科技大学 2014
本文编号：3153722
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