微波无源电路仿真技术(07)扫参和优化课件.pptx

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1、参数扫描、优化、稳定性分析入门HFSS中的Optimetrics模块HFSS中的Optimetrics模块包含参数化、优化灵敏度分析工具和稳定性分析模块；Optimetrics允许全部参数或多变量优化分析。Optimetrics给我们提供了：定义可变的模型参数设置一个表特别控制重复计算识别性能指标使其最优化在优化模型（或非优化模型）中完成灵敏度分析和稳定性分析。Optimetrics能做什么？在构建模型阶段参数化几何形状（尺寸、形状、取向、数量……）材料（无耗、复数、各向异性……）边界（阻抗/电导率边界、联系边界扫掠角、对称/或模型盒……）解设定一旦你的模型

2、已经参数化，优化能够在广泛地成本函数和目标的范围内被完成电路参数天线模式发射推出的场分量……如果你能后处理他，他就能被优化！！仿真模型参数化所有需要做参数扫描或优化的仿真模型都需要对变量参数化。L2L1L1R_inner0R_inner1R_outer参数扫描（ParameterSweep）参扫目的：端口外半径固定，确定50欧姆同轴线内半径。添加参数扫描添加扫描变量设置解算计算结果显示计算结果优化（Optimization）HFSS12.0的优化器在HFSS优化分析中有种优化器可供选择。连续非线性规划（SequentialNonlinearProgrammi

3、ng(SNLP)）；连续和整数非线性规划（SequentialMixedIntegerNonLinearProgramming(SMINLP)）；准牛顿（QuasiNewton）；模式搜索（PatternSearch）；遗传算法（GeneticAlgorithm）；在多数情况下，推荐使用连续非线性规划（SequentialNonlinearProgramming）优化器。优化变量初值的选择优化自变量的初值应尽量接近最优值；优化自变量的选择，首先应保证期望的最优自变量值是在指定的自变量范围之内。自变量的范围越窄越好；需要设置最大优化迭代次数；所有的优化器都可以

4、对自变量添加约束。SNLP和SMINLP优化器的约束条件可以是线性的也可以是非线性的。QuasiNewton和PatternSearch优化器的约束条件必须是线性的。优化器：准牛顿法准牛顿（QuasiNewton）准牛顿法是一种“下山”搜索，与最速下降法类似。最速下降法与准牛顿法的区别是：在发现有希望的搜索方向时准牛顿法使用了近似的二阶导数。这样做就避免了最速下降法由于Z字形搜索路径产生的慢收敛速率。它从设计空间的一个点开始搜索，并反复地尝试发现较好的设计点。准牛顿优化器允许你确定成本函数噪声准牛顿法的局限性准牛顿法获得最优点与初值有关。数字噪声大时，不能使

5、用准牛顿法优化器：模式搜索模式搜索（PatternSearch）这种模式被定在网格上，而且，网格根据搜索成功率来细分或粗化。与准牛顿法类似，这种搜索也是反复搜索。首先，计算模式（即计算每一个模式点的成本函数）。然后，决定下一步动作。假如在这个模式中有比较好的解，这个模式被设定做第二次叠代。如果，没发现较好的点，网格被细分且算法再次开始计算模式，希望第二次能发现一个较好的点。准牛顿法最大步长和最小步长变量控制准牛顿法的最大步长设置：这个参数限制了线搜索的“半径”。你应该为所有的优化变量确定最大步长。这个参数确定了一个围绕对应设计空间坐标系统的椭圆，沿搜索方向的

6、搜索步长大于最大搜索步长，即步矢量的端点在这个椭圆之外。如果，线搜索预计在搜索方向上的步长大于最大允许步长，无论是否适当线搜索都将进行。准牛顿法的最小步长设置：这个优化参数的设定也定义了一个与上面叙述类似的椭圆。当在给定方向搜索方向的搜索得到了一个小于最小步长的步长时，搜索算法将中止。所以，它真正是搜索停止的标准。模式搜索法最大步长和最小步长变量控制模式搜索法的最大步长设置：在上面一节，我们已经讨论了模式搜索算法。如前所述，这个算法使用常规网格。对每个优化变量网格的初始间隔由最大步长参数确定。模式搜索法的最大步长设置：和准牛顿搜索的情况一样，这个参数触发搜索

7、停止。随着叠代接近最佳值，模式搜索算法自然地细分网格。当网格被细分到网格间隔小于最小设定步长时，算法停止更进一步的搜索。非线性规划具有非线性约束条件或目标函数的数学规划，是运筹学的一个重要分支。非线性规划研究一个n元实函数在一组等式或不等式的约束条件下的极值问题，且目标函数和约束条件至少有一个是未知量的非线性函数。目标函数和约束条件都是线性函数的情形则属于线性规划。非线性规划是20世纪50年代才开始形成的一门新兴学科。1951年H.W.库恩和A.W.塔克发表的关于最优性条件(后来称为库恩－塔克条件)的论文是非线性规划正式诞生的一个重要标志。在50年代还得出了

8、可分离规划和二次规划的n种解法,它们大都是以G.B.