基于最優(yōu)估計(jì)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(jì)算代價(jià)少、精度差的方法（粗糙模型）與計(jì)算代價(jià)大、精度高的方法（精確模型）相結(jié)合，大幅提高了計(jì)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(duì)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(jì)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(jì)算代價(jià)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(huì)產(chǎn)生巨大的計(jì)算量。針對(duì)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(jì)和卡爾曼濾波估計(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)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(jì)算方法。實(shí)際仿真計(jì)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(jì)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(jì)和卡爾曼濾波估計(jì)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(jì)理論的多目標(biāo)電磁快速計(jì)算方法。實(shí)際仿真計(jì)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(jì)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