风驱动优化算法及其在电磁综合问题中的应用研究

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1、学校代码：10289分类号：TP301密级：公开学号：132030028江苏科技大学硕士学位论文风驱动优化算法及其在电磁综合问题中的应用研究研究生姓名任作琳导师姓名田雨波申请学位类别工学硕士学位授予单位江苏科技大学学科专业信号与信息处理论文提交日期2015年12月24日研究方向智能算法及其应用论文答辩日期2016年3月18日答辩委员会主席张友益评阅人2016年3月18日分类号：TP301密级：公开学号：132030028工学硕士学位论文风驱动优化算法及其在电磁综合问题中的应用研究学生姓名任作琳指导教师田雨波教授江苏科技大学二0一六年三月A

2、ThesisSubmittedinFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringResearchonWindDrivenOptimizationandItsApplicationinElectromagneticsSubmittedbyRenZuo-LinSupervisedbyTianYu-BoJiangsuUniversityofScienceandTechnologyMarch,2016江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导

3、师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日摘要风驱动优化（WindDrivenOptimization,WDO）算法是由BayraktarZ等人在2010年提出的一种基于群体的全局优化算法，该算法模拟空气质点在大气中的受力运动。相比于其他智能优化算法，该算法鲁棒性强、概念清晰、易于实现且寻优效率高，适用于解决多维和多模态问题，

4、也可以处理连续和离散优化问题，因此越来越引起研究学者们的关注。电磁综合问题多为模型结构复杂、目标函数非线性的复杂数学问题，传统的优化算法已经不再满足电磁综合问题的高求解精度和效率的要求。自2010年BayraktarZ等人使用WDO算法优化设计了双面人工磁导体，WDO算法在电磁综合问题中的应用便层出不穷。然而，每一种算法都有其强项和弱项，在解决部分多峰值问题时，WDO算法也存在收敛性差的情况。为了改善这种情况，本文对基本WDO算法进行了适当的改进，并将改进后的算法应用于几个电磁综合问题，本文的主要研究成果可归纳如下：①提出了五种不同变异策

5、略的WDO算法，进行了数值仿真实验并分析，总结出最能均衡全局探索能力与局部开发能力的WDOWM算法。②在WDO算法中引入双层学习机制，形成双层变异策略WDO算法，应用经典测试函数测试并分析。③介绍了均匀设计法确定参数组合，从而提高算法计算效率，进而实现对该算法不断的发展和完善。④研究了WDO算法和WDOWM算法用于线阵方向图综合问题。WDOWM算法综合出具有更低副瓣电平和零陷深度的结果，优于现有文献结论。⑤研究了WDO算法和WDOWM算法用于阻抗匹配网络综合问题。WDOWM算法仿真的S曲线均满足设计要求，相比于WDO算法优化的结果更具有工

6、程应用价值。11⑥提出了基于WDOWM算法和HFSS软件的电磁优化方法。利用HFSS-MATLAB-API接口程序实现高效电磁仿真，应用该电磁优化方法建模优化设计了一个双层EBG结构滤波器。关键词风驱动优化算法；变异算子；方向图综合；阻抗匹配网络；滤波器IAbstractWindDrivenOptimization(WDO)algorithmisanewswarmintelligentglobaloptimizationalgorithm,whichwasproposedbyBayraktarZetalin2010.Thisalgorit

7、hmsimulatesthemotionofairparticlesintheatmosphere.Comparedwithotherintelligentoptimizationalgorithms,theWDOalgorithmhasalotofadvantages,suchasstrongrobustness,clearconcept,easyimplementationandhighefficiency.Itissuitableforsolvingmulti-dimensionalandmulti-modalproblems.It

8、alsocanhandlecontinuousanddiscreteoptimizationproblems.MoreandmoreresearcherspayattentiontotheWD