基于最優(yōu)估計的粒子群電磁空間映射算法的研究與應(yīng)用.pdf

1、空間映射算法將計算代價少、精度差的方法（粗糙模型）與計算代價大、精度高的方法（精確模型）相結(jié)合，大幅提高了計算效率。但是，其使用參數(shù)提取過程建立空間映射關(guān)系，這必然導(dǎo)致五點(diǎn)問題：1、難以處理多目標(biāo)優(yōu)化問題；2、粗糙模型難以確定；3、參數(shù)提取中映射關(guān)系的基函數(shù)難以確定，不同的基函數(shù)對于映射關(guān)系是否收斂有很大影響；4、由于粗糙模型在細(xì)節(jié)上難以描述精確模型，因而空間映射算法只能計算得出滿足要求的精確模型參量，難以求得精確模型參量空間的最優(yōu)解；

2、5、由于參數(shù)提取需要不斷的迭代粗糙模型進(jìn)而擬合精確模型，當(dāng)粗糙模型的計算代價不可忽略的前提下，采用參數(shù)提取的方式進(jìn)行空間映射顯然會產(chǎn)生巨大的計算量。針對這五點(diǎn)問題，本文從空間映射的本質(zhì)思路出發(fā)，使用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、最小均方估計和卡爾曼濾波估計直接建立粗糙模型與精確模型之間的映射關(guān)系，并將映射關(guān)系融合到單目標(biāo)和多目標(biāo)粒子群算法中，在實(shí)際的仿真計算中效果明顯。本文的研究內(nèi)容主要如下：
　　1、研究并總結(jié)出適合空間映射的粗糙模型的選擇問題，即

3、分別使用電路模型、微帶線有限元ABCD矩陣法以及粗糙網(wǎng)格剖分的電磁計算方法作為粗糙模型，并拓展出一種基于粒子群的微波等效電路模型設(shè)計方法。
　　2、研究多目標(biāo)理論，結(jié)合空間映射算法思想，使用差值神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建立映射關(guān)系，并提出可處理多目標(biāo)優(yōu)化的空間映射算法。實(shí)際仿真計算結(jié)果表明，這種方法效果較好，且收斂度較高。
　　3、研究最優(yōu)估計理論，結(jié)合空間映射思想以及粒子群算法，使用卡爾曼濾波估計建立粗糙模型與精確模型之間的映射關(guān)系，提出

4、基于粒子群算法的空間映射快速計算方法。實(shí)際仿真計算結(jié)果證明，此種方法效果十分明顯，魯棒性好，且易于實(shí)現(xiàn)。
　　4、基于最優(yōu)估計理論，結(jié)合上述研究成果以及多目標(biāo)粒子群算法，使用最小均方估計和卡爾曼濾波估計指導(dǎo)多目標(biāo)算法尋找Pareto最優(yōu)解集，提出基于粒子群優(yōu)化算法以及最優(yōu)估計理論的多目標(biāo)電磁快速計算方法。實(shí)際仿真計算結(jié)果證明，這種基于空間映射理論的多目標(biāo)電磁快速計算方法效果明顯，且魯棒性好。
　　5、采用上述所提出的空間映射