摘要：优化是工程技术和科学研究等诸多领域中经常遇到的问题。在对一些复杂的电磁模型优化求解时,通常涉及到非规则的复杂结构、非均匀的复合、非线性的动力学系统以及活动边界、约束条件等各种复杂的数学物理问题,因此如何对这些复杂的非线性数学物理方程大规模和高精度的计算仍然是一个难题。HFSS(High Frequency Structure Simulator)是业界公认的三维电磁场设计和分析的电子设计工业标准,计算任意形状三维无源结构的S参数和全波电磁场,但是它并优化功能,计算最优值时只能不断的迭代达到目的,迭代在复杂的电磁模型中就会耗费大量的时间和工作量。粒子群优化算法(Particle Swarm Optimization, PSO算法)是一种基于群集智能的全局优化方法,具有原理简单、参数少、收敛速度较快,所需领域知识少和通用性强等优势,所以常用于解决一些复杂的、大规模的、非线性、不可微的优化问题。对算法收敛性以及算法局限性的研究和对HFSS软件接口的分析,就如何改进传统PSO算法性能以及该算法如何与HFSS实现在电磁领域中的应用了深入的研究。主要工作归纳如下:(1)对PSO算法的描述,分析其不足并介绍常用的改进方法;(2)描述了具有量子的粒子群算法(Quantum-behed PSO, QPSO算法)的优点及不足,在QPSO算法迭代中加入微分进化算子和混沌扰动,了基于微分进化算子和混沌扰动的量子粒子群算法并以数值实验证明其性和优越性;(3)研究如何使用Vbscript语言对HFSS软件控制操作,并使用MATLAB和Vbscript将PSO算法和HFSS软件相,充分利用PSO算法的全局优化能力和HFSS的计算分析能力,设计出一种复杂电磁系统的优化方法;(4)对宽带微带天线、小型多频带环形手机天线和双层电磁带隙结构滤波器的成功优化,证明了基于PSO算法和HFSS的优化方法在电磁优化问题中的性和应用价值。关键词：粒子群算法论文HFSS论文优化论文微带天线论文滤波器论文
摘要6-7
Abstract7-14
第1章 绪论14-20
1.1 研究背景和课题14-16
1.1.1 优化理论研究背景14-15
1.1.2 电磁系统研究背景15-16
1.1.3 课题研究16
1.2 课题国内外研究的现状16-18
1.2.1 PSO算法研究现状16-18
1.2.2 PSO算法和HFSS软件应用于电磁领域的研究现状18
1.3 的主要成果18-19
1.4 的组织结构19-20
第2章 标准粒子群优化算法20-37
2.1 引言20-21
2.2 PSO算法描述21-25
2.2.1 PSO算法基本原理21
2.2.2 PSO算法数学描述21-22
2.2.3 PSO算法设计22-23
2.2.4 PSO算法流程及框图23-24
2.2.5 PSO算法参数设置24-25
2.3 PSO算法模型分析25-27
2.3.1 PSO算法的模型分析25-26
2.3.2 PSO算法拓扑结构26
2.3.3 PSO算法邻域结构26-27
2.4 PSO算法收敛性分析27-32
2.4.1 标准PSO算法收敛性分析27-28
2.4.2 约束系数粒子群优化算法收敛性分析28-32
2.5 PSO算法的局限性32-33
2.6 PSO算法的改进算法33-35
2.6.1 模糊调整惯性权重34
2.6.2 引入收缩因子34-35
2.6.3 进化算法35
2.7 小结35-37
第3章 量子粒子群优化算法及其改进算法37-56
3.1 引言37
3.2 QPSO算法描述37-43
3.2.1 QPSO算法原理37-41
3.2.2 QPSO算法流程和框图41-42
3.2.3 压缩扩张因子α的选取42-43
3.3 QPSO算法收敛性分析43-48
3.3.1 全局搜索算法的收敛准则43-45
3.3.2 局部搜索算法的收敛准则45-47
3.3.3 QPSO算法的全局收敛性证明47-48
3.4 QPSO算法优点及局限性48-49
3.5 基于微分进化算子和混沌序列的量子粒子群算法49-55
3.5.1 微分进化算子50-51
3.5.2 混沌扰动51
3.5.3 CQPSO-DE算法流程及框图51-53
3.5.4 数值仿真实验53-54
3.5.5 实验结果与分析54-55
3.6 小结55-56
第4章 基于PSO算法和HFSS软件的电磁优化方法56-62
4.1 引言56
4.2 HFSS软件及VBSCRIPT语言56-59
4.2.1 HFSS软件简介56
4.2.2 HFSS软件仿真56-58
4.2.3 HFSS软件宏命令及VBscript语言58-59
4.3 优化方案介绍59-61
4.3.1 优化方案基本框架59
4.3.2 PSO模块59-60
4.3.3 HFSS模块60-61
4.4 优化程序介绍61
4.5 小结61-62
第5章 基于PSO算法和HFSS软件的电磁优化方法应用62-75
5.1 引言62
5.2 宽带微带天线的优化62-66
5.2.1 微带天线62-63
5.2.2 U 形寄生源宽带微带天线63-64
5.2.3 基于PSO算法和HFSS软件的优化方法建模64
5.2.4 优化结果及分析64-66
5.3 小型多频带环形手机天线的优化66-70
5.3.1 小型多频带环形手机天线66-67
5.3.2 基于PSO算法和HFSS软件的优化方法建模67-68
5.3.3 优化结果及分析68-70
5.4 双层EBG 结构滤波器的优化70-74
5.4.1 电磁带隙(Electromagnetic Band Gap, EBG)结构70
5.4.2 双层EBG结构滤波器70-72
5.4.3 基于PSO算法和HFSS软件的优化方法建模72-73
5.4.4 优化结果及分析73-74
5.5 小结74-75
75-76
参考文献76-83
攻读学位期间发表的学术论文83-84
致谢84-85
大摘要85-89
国内外研究的现状16-181.2.1PSO算法研究现状16-181.2.2PSO算法和HFSS软件应用于电磁领域的研究现状181.3的主要成果18-191.4的组织结构19-20第2章标准粒子群优化算法20-372.1引言20-212.2PSO算法描述21-252.2.1PSO算法基本原理212.2.2PSO算法数学描述21-222.2.SO算法设计22-232.2.4PSO算法流程及框图23-242.2.5 WWw.808so.com 808论文查重
基于粒子群优化算法和HFSS软件电磁优化策略探讨
更新时间：2024-03-20
作者：用户投稿
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