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《哈尔滨工程大学》 2009年
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基于免疫优化算法的阵列天线综合的研究

叶剑锋  
【摘要】: 生物免疫系统能够有效地识别和清除抗原,实现对机体的免疫防卫,具有高度智能、高度自适应、高度分布性和自组织的特性。人工免疫系统是借鉴生物免疫系统机理发展起来的智能信息处理技术,具有模式识别、学习和记忆功能,已成为智能算法领域的研究热门。 本文以生物免疫系统为基础,概述免疫优化的仿生机理,重点介绍了克隆选择和免疫网络理论。在常用免疫优化算法基础上,给出了一种基于克隆选择的免疫优化算法,并对其进行研究,取得如下一些进展: (1)依据免疫算法的运行流程,证明了算法的转移过程是Markov链过程,从理论上证明了提出的算法是全局收敛的,并用几个标准多极值函数实例对算法的收敛性进行了测试,实验验证了算法具有较好的收敛特性且收敛速度也较快。 (2)以雷达、无线通信和电子战领域的一项关键技术——阵列天线方向图综合为实例,将天线阵综合看作目标函数的优化问题,并将免疫算法应用于其中进行研究。文中采用免疫算法分别对直线阵和矩形阵的阵元间距、激励幅度和相位进行了优化,并根据指标要求实现了对副瓣的抑制、零陷的生成和展宽,还对稀疏阵列的布阵成功优化。 (3)在免疫算法基础上加入遗传交叉算子,并结合小生境思想构建了一种小生境双交叉免疫遗传算法。用隔代单点、算术双交叉操作提高搜索机制的多样性;将小生境思想应用于算法中,将解空间划分为多个小生境,搜索过程将依据小生境空间进行,改善了搜索空间中解的大量集聚问题,提高了种群多样性:引入小生境共享机制,对抗体的亲和度进行重构,抑制了高亲和度抗体过度繁殖,给低亲和度抗体更多的机会进入下一代的进化,有助于避免局部收敛。将构建的小生境双交叉免疫遗传算法应用于阵列天线综合中,成功实现了多个零陷以及宽零陷的生成,验证了算法的有效性。 (4)应用混沌映射的遍历性、随机性和初值敏感性,将其融入到免疫算法中,提出了多映射混沌免疫算法。使用两种不同规则的混沌序列完成免疫算法中不同阶段的抗体生成,提高了抗体群的多样性;使用混沌扰动有“规律”的随机性,将其与高频变异相结合,隔代对抗体群进行进化,使算法的搜索机制具有多样性,有利于算法收敛于全局最优解,同时也提高了算法的收敛速度。将提出的多映射混沌免疫算法应用于阵列天线综合中,验证了其良好的全局收敛性。
【学位授予单位】:哈尔滨工程大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:TN820

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 张建华;天线阵方向图综合的智能优化算法研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
2 王维博;粒子群优化算法研究及其应用[D];西南交通大学;2012年
3 刘东;粒子群优化算法及其工程应用研究[D];西南交通大学;2013年
4 樊敏;基于免疫原理的大型复杂工程项目运营期决策理论与支持系统研究[D];西南交通大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吕善伟,韩艳菊,王伟;遗传算法综合阵列的幅度和相位方向图[J];北京航空航天大学学报;2005年09期
2 刘昊,郑明,樊德森,鲁加国;遗传算法在阵列天线赋形波束综合中的应用[J];电波科学学报;2002年05期
3 范瑜,金荣洪;基于一种新的遗传算法的天线方向图综合技术[J];电波科学学报;2004年02期
4 胡星航,林德云;矩形平面阵列天线旁瓣电平优化的遗传算法[J];电子学报;1999年12期
5 罗小平,韦巍;一种基于生物免疫遗传学的新优化方法[J];电子学报;2003年01期
6 李东风,龚中麟;遗传算法应用于超低副瓣线阵天线方向图综合[J];电子学报;2003年01期
7 王玲玲,方大纲;运用遗传算法综合稀疏阵列[J];电子学报;2003年S1期
8 刘若辰,杜海峰,焦李成;一种免疫单克隆策略算法[J];电子学报;2004年11期
9 付云起,袁乃昌,毛钧杰;基于遗传算法和模拟退火的不等间距稀布阵的设计[J];电子与信息学报;2001年07期
10 范瑜,金荣洪,刘波,耿军平;阵列天线方向图综合中的遗传算法目标函数研究[J];电子与信息学报;2005年05期
中国博士学位论文全文数据库 前6条
1 罗小平;人工免疫遗传学习算法及其工程应用研究[D];浙江大学;2002年
2 徐雪松;基于人工免疫系统的函数优化及其在复杂系统中的应用研究[D];浙江大学;2004年
3 陈治飞;混合混沌优化算法的研究及其在水下电机的应用[D];沈阳工业大学;2004年
4 崔金辉;超低副瓣阵列天线互耦及幅相误差影响的研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
5 蒙文川;人工免疫算法及其在电力系统中的应用研究[D];浙江大学;2006年
6 杨林;阵列天线综合方法研究[D];哈尔滨工程大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 霍凤财;基于人工免疫算法的优化问题研究[D];大庆石油学院;2004年
2 李文;基于混沌优化的混合优化算法研究[D];中南大学;2004年
3 张乐;人工免疫系统研究与应用[D];南京工业大学;2004年
4 王琼;基于人工免疫系统的函数优化问题研究[D];武汉理工大学;2005年
5 杨歆;基于混沌的混合优化算法研究[D];电子科技大学;2005年
6 周泉;人工免疫系统理论及免疫克隆优化算法研究[D];湖南大学;2005年
7 高洪元;仿生智能计算在CDMA多用户检测中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
8 刘宏奏;阵列方向图综合和自适应波束形成研究[D];西南交通大学;2006年
9 韩荣苍;基于遗传算法的阵列天线综合[D];电子科技大学;2006年
10 史冰芸;阵列天线方向图综合方法及其在有源相控阵中的应用[D];南京航空航天大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 郑浩,王全凤;L-M算法在高层结构体系选型中的应用[J];四川建筑科学研究;2003年03期
2 黄险峰;;按隔声要求的组合墙体各构件面积反演[J];四川建筑科学研究;2008年03期
3 鱼静,戴宗友;一种基于免疫原理的入侵检测系统模型[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
4 尹峰,邓小鹏,许四毛;生物免疫机理在计算机安全领域的应用与发展[J];安徽电子信息职业技术学院学报;2004年Z1期
5 李兴旺,满广生;工程结构优化的神经网络模型与数值计算[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2002年02期
6 湛腾西;;黏胶剂生产过程温度的模糊免疫PID控制[J];安徽农业科学;2008年30期
7 王守山;江成;褚秀玲;苏建青;李英民;;芦荟多糖提高鸡免疫功能的研究[J];安徽农业科学;2011年29期
8 韩纯;干扰素系统进展与临床(综述)[J];安徽卫生职业技术学院学报;2002年02期
9 邹珍友;黄艳;王勇;张慧;戴威;许露露;程彦伟;汪素美;;趋化剂对细胞伪足极性生长的影响研究[J];现代农业科技;2009年01期
10 匡志科;王国才;;基于免疫赦免机制的智能分布式入侵检测系统[J];信息安全与技术;2011年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 ;An Improved General Particle Swarm Optimization Algorithm for Fast Infrared Image Segmentation[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
2 Lau Henry Y.K.;Ko Albert W.Y.;;The Control of Search and Rescue Robots with the General Suppression Control Framework[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
3 洪露;穆志纯;;一种新的克隆混沌调节算法的研究[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
4 龚涛;杜常兴;;免疫计算研究的进展[A];中国自动化学会控制理论专业委员会A卷[C];2011年
5 常俊林;梁君燕;魏巍;;解决流水车间双目标调度问题的免疫粒子群算法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
6 洪露;;一种改进克隆选择算法的收敛速度方法研究[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
7 朱清超;王炳和;;文化算法在次声聚焦中的应用[A];第二届西安-上海两地声学学术会议论文集[C];2011年
8 邱义杰;杨铨让;;徽带阵列故障诊断专家系统的初探[A];1995年全国微波会议论文集(下册)[C];1995年
9 周杰林;赵仕勇;徐婷;杨晓红;;不同病程的手足口病患儿体液免疫状况分析[A];2011年浙江省医学会儿科学分会学术年会暨儿内科疾病诊治新进展国家级学习班论文汇编[C];2011年
10 吴保林;祁晓野;唐志勇;马俊功;;基于免疫系统的并联双马达速度同步控制研究[A];第五届全国流体传动与控制学术会议暨2008年中国航空学会液压与气动学术会议论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 戴运桃;粒子群优化算法研究及其在船舶运动参数辨识中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 谭佳琳;粒子群优化算法研究及其在海底地形辅助导航中的应用[D];哈尔滨工程大学;2010年
3 孙晓华;基于聚类的文本机会发现关键问题研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
4 成述儒;藏绵羊DQA1、DQA2和DRB3基因多态性与单倍型连锁分析[D];甘肃农业大学;2010年
5 曲建华;基于群体智能的聚类分析[D];山东师范大学;2010年
6 朱松;随机回归神经网络的动力学行为研究[D];华中科技大学;2010年
7 胡爱花;混沌同步的有关问题研究[D];江南大学;2010年
8 王大伟;基于免疫的入侵检测系统中检测器性能研究[D];哈尔滨理工大学;2010年
9 岑健;基于人工免疫系统的机组复合故障诊断技术研究[D];华南理工大学;2010年
10 杨红;污水生化处理的智能建模与优化控制策略应用研究[D];华南理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 蒋慧;改进的遗传算法在电力系统无功优化中的应用[D];安徽工程大学;2010年
2 何慧娟;基于多传感器的移动机器人障碍物检测与定位研究[D];安徽工程大学;2010年
3 刘奇;基于混合粒子群算法的ZnO镀膜光纤传感器的参数优化[D];南昌航空大学;2010年
4 滕景忠;智能瓦斯传感器的研制[D];山东科技大学;2010年
5 曹永超;超混沌系统的生成及同步控制研究[D];山东科技大学;2010年
6 程慧;基于神经网络的两类问题研究[D];广西师范学院;2010年
7 肖小城;粒子群算法求解作业车间调度问题的研究[D];郑州大学;2010年
8 曹磊;四种真菌多糖抗氧化和抗肿瘤及免疫调节活性的研究[D];郑州大学;2010年
9 高瑞格;CD24和Ep-CAM蛋白在卵巢上皮性癌组织中的表达及其意义[D];郑州大学;2010年
10 刘玉霞;MUC2和CD24蛋白在卵巢上皮性癌组织中的表达及其意义[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 马丽仪;邱菀华;杨亚琴;;大型复杂项目风险建模与熵决策[J];北京航空航天大学学报;2010年02期
2 李擎,郑德玲,唐勇,陈占英;一种新的模糊遗传算法[J];北京科技大学学报;2001年01期
3 刘建霞;李楠;谢克明;;改进的思维进化算法在阵列天线综合中的应用[J];测试技术学报;2009年04期
4 樊治平,尤天慧,张尧;属性权重信息不完全的区间数多属性决策方法[J];东北大学学报;2005年08期
5 范瑜,金荣洪;基于一种新的遗传算法的天线方向图综合技术[J];电波科学学报;2004年02期
6 焦永昌;杨科;陈胜兵;张福顺;;粒子群优化算法用于阵列天线方向图综合设计[J];电波科学学报;2006年01期
7 金荣洪;袁智皓;耿军平;范瑜;李佳靖;;基于改进粒子群算法的天线方向图综合技术[J];电波科学学报;2006年06期
8 尚飞;蔡亚星;张颖;高本庆;;阵列天线的双种群遗传算法综合[J];电波科学学报;2007年02期
9 刘东;冯全源;;基于停滞检测粒子群算法的阵列天线方向图综合[J];电波科学学报;2009年04期
10 孙茂友;离散阵的W—S综合法-Woodward法改进[J];电波科学学报;1995年Z1期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 岑健;基于人工免疫系统的机组复合故障诊断技术研究[D];华南理工大学;2010年
2 马慧敏;基于免疫理论的非常规突发事件应急管理主动免疫系统研究[D];武汉理工大学;2010年
3 勾轶;基于免疫算法和多传感器信息融合的电机故障综合诊断方法研究[D];沈阳工业大学;2010年
4 陈文清;基于免疫机理的水泥生产工艺故障智能诊断方法研究[D];华中科技大学;2011年
5 萧毅鸿;基于本体的复杂决策任务表示方法与求解技术研究[D];南京大学;2011年
6 叶洪涛;基于免疫算法的污水处理系统预测及优化控制研究[D];华南理工大学;2011年
7 王炼红;人工免疫优化与分类算法及其应用研究[D];湖南大学;2009年
8 陈伟锋;大规模复杂过程系统的高性能优化理论与方法研究[D];浙江大学;2011年
9 陈治飞;混合混沌优化算法的研究及其在水下电机的应用[D];沈阳工业大学;2004年
10 吕岗;免疫算法及其应用研究[D];中国矿业大学(北京);2003年
中国硕士学位论文全文数据库 前7条
1 杨歆;基于混沌的混合优化算法研究[D];电子科技大学;2005年
2 周泉;人工免疫系统理论及免疫克隆优化算法研究[D];湖南大学;2005年
3 高洪元;仿生智能计算在CDMA多用户检测中的应用研究[D];哈尔滨工程大学;2005年
4 史冰芸;阵列天线方向图综合方法及其在有源相控阵中的应用[D];南京航空航天大学;2006年
5 黎湖广;人工免疫算法优化方法研究与应用[D];湖南大学;2007年
6 高丽丽;文化算法及其在建筑创新设计中的应用[D];山东师范大学;2008年
7 周艳;工程项目工期成本质量综合优化研究[D];西南交通大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 高学星;苏哲子;孙华刚;侯保林;;具有参数不确定性的火炮弹药协调器定位精度优化[J];兵工学报;2014年06期
2 杨勇;张为民;陈希光;;数控机床导轨滑块结合部组建模与参数辨识方法研究[J];农业机械学报;2014年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 董高霞;基于组合方法的短期电力负荷预测[D];郑州大学;2013年
2 王晓娜;L波段一维赋形双极化相控阵天线仿真设计[D];西北大学;2013年
3 张彩云;基于改进PSO算法的模糊神经网络研究[D];哈尔滨理工大学;2014年
4 张蒙;大规模风电场集中并网的无功电压控制策略研究[D];吉林大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 周伟良,何鲲,曹先彬,程慧霞;基于一种免疫遗传算法的BP网络设计[J];安徽大学学报(自然科学版);1999年01期
2 孙艳丰,郑加齐,王德兴,武华;基于遗传算法的约束优化方法评述[J];北方交通大学学报;2000年06期
3 韩艳菊,吕善伟,王杰,南仁东;改进的Woodward方法及用于设计大口面天线馈源[J];北京航空航天大学学报;2004年12期
4 李擎,郑德玲,杨林浩;基于模糊遗传算法的混沌同步控制算法[J];北京科技大学学报;2001年02期
5 梁瑞鑫,郑德玲;基于区间套混沌搜索的混合优化方法[J];北京科技大学学报;2002年03期
6 陈传硕,田丽华;PID控制参数的整定方法[J];长春邮电学院学报;1994年01期
7 何大阔,王福利;一种提高遗传算法全局收敛性的方法[J];东北大学学报;2003年06期
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9 马云辉;阵列天线的遗传算法综合[J];电波科学学报;2001年02期
10 李建新;阵列部分单元相位加权波瓣综合[J];电波科学学报;2001年04期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 谭光兴;毛宗源;;人工免疫算法用于求多目标优化的Pareto前端[A];第二十四届中国控制会议论文集(下册)[C];2005年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
1 罗小平;人工免疫遗传学习算法及其工程应用研究[D];浙江大学;2002年
2 倪长健;免疫进化算法研究及其在水问题中的应用[D];四川大学;2003年
3 王焱滨;若干计算智能方法在CDMA多用户检测中的应用研究[D];电子科技大学;2003年
4 唐普英;计算智能及其在多用户检测中的应用研究[D];电子科技大学;2002年
5 徐雪松;基于人工免疫系统的函数优化及其在复杂系统中的应用研究[D];浙江大学;2004年
6 陈四根;阵列信号处理相关技术研究[D];哈尔滨工程大学;2004年
7 孙勇智;人工免疫系统模型、算法及其应用研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 许耀华;基于拟生态算法的CDMA多用户检测方法研究[D];安徽大学;2004年
2 孙树辉;遗传算法研究、程序实现及其在天线研究中的应用[D];电子科技大学;2005年
3 舒萌萌;用于MIMO系统基站分集天线的一些新型设计[D];电子科技大学;2005年
4 肖磊;基于圆柱载体的微带共形天线分析[D];电子科技大学;2004年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 E.Levine;祝雷;;圆柱体上的印刷振子阵列天线[J];遥测遥控;1989年02期
2 艾水;;阵列天线结构[J];电子机械工程;1993年05期
3 胡锦林,林世明;阵列天线波束形状转换的方法[J];电波科学学报;1994年04期
4 崔金辉,杨莘元;超低副瓣阵列天线不同扫描角度幅相误差影响的研究[J];哈尔滨工程大学学报;2004年06期
5 吴群英,肖先赐;无线时空信道模型[J];电子与信息学报;2005年03期
6 焦永昌;杨科;陈胜兵;张福顺;;粒子群优化算法用于阵列天线方向图综合设计[J];电波科学学报;2006年01期
7 王新;蔡磊;;阵列天线互阻抗矩阵测量的新方法[J];应用科技;2006年07期
8 刘洪;王玉峰;周正;蒋挺;庞伟正;;异构多种群双交换遗传算法综合矩形平面阵列[J];弹箭与制导学报;2007年02期
9 于斌;刘海波;;阵元位置误差对阵列天线等效辐射功率的影响[J];通信对抗;2007年03期
10 孙绍国;;一种阵列天线赋形波束综合方法[J];火控雷达技术;2009年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 束咸荣;;非同向极化阵列天线辐射场[A];1995年全国微波会议论文集(上册)[C];1995年
2 张德斌;;阵列天线的天馈一体化研究与应用[A];1997年全国微波会议论文集(下册)[C];1997年
3 刘延利;杨文晖;;非阵列天线阵用于姿态测量[A];中国空间科学学会空间探测专业委员会第十六次学术会议论文集(下)[C];2003年
4 姜文;李超;刘英;龚书喜;艾浩;;新型一体化MIMO阵列天线[A];2011年全国微波毫米波会议论文集(下册)[C];2011年
5 刁跃龙;郭庆华;廖桂生;;一种基于自适应阵理论的方向图综合方法[A];信号与信息处理技术——第一届信号与信息处理联合学术会议论文集[C];2002年
6 蔡亚星;李伟明;尚飞;任武;薛正辉;高本庆;;双种群遗传算法进行阵列天线综合[A];2005'全国微波毫米波会议论文集(第三册)[C];2006年
7 朱旗;况泽灵;刘伟丰;芦伟;姜开利;;碳纳米管阵列辐射的实验研究[A];2009年全国天线年会论文集(下)[C];2009年
8 王玲;李校林;;阵列天线输出自相关矩阵及其误差分析[A];现代通信理论与信号处理进展——2003年通信理论与信号处理年会论文集[C];2003年
9 袁飞;乐铁军;龙小专;;阵列天线互耦补偿技术研究[A];2009年全国天线年会论文集(上)[C];2009年
10 王育强;杨善国;兰强;;阵列天线的误差分析[A];2009年全国天线年会论文集(上)[C];2009年
中国重要报纸全文数据库 前5条
1 郑立志;FEKO在天线设计中的应用[N];中国航空报;2004年
2 采访人 本报通讯员 王蕊;掌控风云 相控阵天气雷达崭露头角[N];中国气象报;2010年
3 辽宁 梅艳;新颖奇特的通信天线[N];电子报;2001年
4 晓昊;“大黄蜂”换新装[N];中国国防报;2002年
5 湖南 谭仲;微带天线[N];电子报;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 吴微微;高效率紧凑型阵列天线理论与技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 张鹏飞;隐身技术中的雷达截面预估与控制[D];西安电子科技大学;2008年
3 杨彦炯;阵列天线与毫米波紧缩场天线研究[D];西安电子科技大学;2011年
4 王欣;高功率线极化径向线阵列天线研究[D];西南交通大学;2010年
5 张厚;智能天线阵列中的若干技术研究[D];西安电子科技大学;2003年
6 张健穹;高功率高增益径向线螺旋阵列天线研究[D];西南交通大学;2011年
7 张志亚;宽带天线及波束赋形阵列天线研究[D];西安电子科技大学;2012年
8 陈蕾;方向回溯阵列天线研究[D];西安电子科技大学;2010年
9 叶剑锋;基于免疫优化算法的阵列天线综合的研究[D];哈尔滨工程大学;2009年
10 李相强;高功率径向线螺旋阵列天线研究[D];西南交通大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王颖;阵列天线间耦合模型研究[D];武汉理工大学;2012年
2 王莎;阵列天线去耦合网络的设计[D];西安电子科技大学;2013年
3 彭政谕;阵列天线波束赋形技术研究与应用[D];浙江大学;2014年
4 任国敏;低副瓣雷达阵列天线与有源相控阵研究[D];西安电子科技大学;2011年
5 李立哲;螺旋阵列天线作为高功率微波馈源的可行性研究[D];西南交通大学;2010年
6 洪宇光;SVM在阵列天线领域的应用研究[D];浙江大学;2004年
7 谢磊;基于阵列天线的通信屏蔽仪的设计与研究[D];青岛理工大学;2011年
8 殷立新;分形阵列天线研究[D];西安理工大学;2010年
9 徐航;K波段基片集成阵列天线研究[D];电子科技大学;2013年
10 孙犇;阵列天线RCS快速精确计算[D];南京航空航天大学;2011年
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