基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的微波電磁場計算問題的研究.pdf

1、近年來，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為一種快速準(zhǔn)確的建模工具在電磁工程領(lǐng)域中引起了廣大工程設(shè)計者的極大關(guān)注。由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)、自組織、模擬高度復(fù)雜非線性映射的能力，使用它來求解微波電磁場中的計算問題，只要有體現(xiàn)該模型問題的輸入輸出樣本數(shù)據(jù)，網(wǎng)絡(luò)通過自學(xué)習(xí)，就可模擬出相應(yīng)的“計算模型”。而且網(wǎng)絡(luò)極強的容錯能力和良好的魯棒性等特點為其在微波電磁場的優(yōu)化設(shè)計和控制問題中的應(yīng)用提供了的廣闊的前景。本文的主要內(nèi)容包括兩個部分，即用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模擬電磁場正

2、向計算以及反向計算。 在電磁場正向計算中，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)用于電磁工程問題建模時，需先通過傳統(tǒng)建模方法獲取訓(xùn)練樣本和先驗知識，因此對傳統(tǒng)的電磁建模方法的深入了解是十分必要的。本文針對多波導(dǎo)加載的矩形諧振腔系統(tǒng)的計算問題，采用基于電磁場算子本征函數(shù)展開法進(jìn)行相應(yīng)電磁場問題的正向計算，以獲得精確的網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)和測試樣本數(shù)據(jù)，再利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)建模模擬該系統(tǒng)。通過實驗數(shù)據(jù)分析，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)所建立的網(wǎng)絡(luò)計算模型不僅保持了電磁數(shù)值仿真的精

3、度，而且還可以降低對CPU和內(nèi)存等硬件的要求，同時具有良好的泛化能力，其在高性能、快速的電磁工程中具有很大的應(yīng)用潛力。另外，本文提出一種新穎的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法的空間插值網(wǎng)絡(luò)，該網(wǎng)絡(luò)可以以較高精度實現(xiàn)對電磁場系統(tǒng)進(jìn)行插值運算，解決了在實際求解電磁場問題中網(wǎng)格劃分過細(xì)時帶來的巨大的時間上消耗。 在電磁場反向計算中，傳統(tǒng)求解反問題的方法都存在計算量大、需要掌握反問題模型的先驗知識等缺點，本文針對傳統(tǒng)微波電磁場反問題求解方法的上述缺點，