模擬電路變結構差分演化及其可擴展性問題研究.pdf

1、利用演化算法進行電路設計是一種模擬電路自動設計途徑。根據演化過程中是否改變電路的結構，可以將模擬電路演化設計分為變結構演化和定結構演化兩類。變結構演化比定結構演化更加復雜和常見，論文將針對模擬電路變結構演化問題進行研究。在演化設計問題上普遍存在可擴展性問題，模擬電路變結構演化也不例外。隨著電路規(guī)模的增大或者電路復雜程度的提高，電路間器件連接方式、器件參數(shù)值取值變多，從而導致了演化搜索空間指數(shù)增大，最終影響到了演化設計的性能。為了能夠改善

2、變結構演化的可擴展性能，需要保證演化算法在指數(shù)增大的搜索空間內，仍能夠具有高的搜索效率。算法的搜索效率又和算法是否適合問題本身息息相關。為了使演化算法適合變結構演化問題本身，論文對演化算法進行分析，并提出自適應策略，從而提高了算法的搜索效率、提高了演化的性能，最終改善了變結構演化的可擴展性能。
　　論文主要的研究工作如下:
　　1.提出了一種基于差分演化的模擬電路變結構演化算法。該算法中的分組交叉操作能夠使得算法在變化的器件

3、空間而不是固定的器件空間中進行解的搜索。分組交叉這一特點使得該算法能夠找到不同器件數(shù)目的解電路。此外該算法中的隨機長度處理策略不會造成變異電路器件數(shù)目多樣性的降低。實驗結果顯示該算法能夠成功實現(xiàn)模擬電路變結構演化，它是收斂的，它是一種新的模擬電路變結構演化算法。
　　2.對變結構差分演化算法所使用的分組交叉操作在演化過程中對電路結構的影響進行分析。論文還就變結構差分演化算法的變長演化特性進行了分析。分析和實驗結果都顯示:變長演化可

4、以降低演化所得電路的器件成本;當搜索空間指數(shù)增大時，變長演化和分組交叉都能夠緩解演化成功率的下降速度，能夠放緩演化評估代價的增長趨勢。變結構差分演化算法有利于改善電路變結構演化的可擴展性能。
　　3.研究變結構差分演化算法的變異算子和交叉算子的自適應問題。分別提出了一種基于均值標準差的變異算子自適應策略，以及基于直方圖統(tǒng)計的交叉算子自適應策略。對比實驗顯示，這兩種算子自適應策略提高了算法的搜索效率，改善了變結構演化的可擴展性能。<