發(fā)布時(shí)間：2020-12-13 18:47

　　行波管是目前在軍事裝備和航空航天領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的電真空器件,相比于其他微波放大器,它具有頻帶寬、功率大以及效率高等優(yōu)勢(shì)。行波管產(chǎn)品的種類十分繁多,其中,超寬帶行波管主要應(yīng)用于各類軍事裝備,要求在規(guī)定帶寬內(nèi)的有更大的輸出功率和更高的整管效率;空間行波管主要應(yīng)用于衛(wèi)星和空間飛行器等航空航天領(lǐng)域,對(duì)其各種基本特性以及副特性要求更加嚴(yán)格,而對(duì)帶寬和輸出功率并沒有太高的要求。行波管調(diào)試工作的內(nèi)容是將多個(gè)性能參數(shù)都調(diào)至最好,然而由于行波管的性能參數(shù)有很多,而且不同類型的行波管還會(huì)有一些特殊的性能參數(shù)要求,因此在調(diào)試行波管時(shí)需要同時(shí)兼顧多個(gè)性能參數(shù),使得調(diào)試工作非常困難。目前國(guó)內(nèi)行波管調(diào)試工作主要依靠人工經(jīng)驗(yàn),然而對(duì)于這種復(fù)雜的多目標(biāo)優(yōu)化問題,手動(dòng)調(diào)試有諸多弊端,調(diào)試后的產(chǎn)品難以達(dá)到性能要求。本文將行波管調(diào)試系統(tǒng)作為研究對(duì)象,利用快速非支配排序遺傳算法（NSGAII）,結(jié)合行波管電參數(shù)自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)和可編程高壓電源,設(shè)計(jì)了一套高性能行波管智能調(diào)試系統(tǒng)。該系統(tǒng)以行波管陰極電壓值和多個(gè)收集極電壓值作為決策變量,以行波管的多個(gè)性能參數(shù)作為優(yōu)化目標(biāo),使用可編程高壓電源對(duì)行波管各級(jí)供電,利用行波管電參數(shù)自動(dòng)測(cè)... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：62 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

格雷碼和二進(jìn)制碼對(duì)照?qǐng)D

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文111011010011001101交叉前：1001110011100101交叉后：個(gè)體A個(gè)體B個(gè)體A1個(gè)體B1W=10101010圖2-4均勻交叉2.5變異算子子代生物在遺傳過程中會(huì)產(chǎn)生不同于父代生物的新特性，變異操作就是模擬了這個(gè)過程。它隨機(jī)挑選父代個(gè)體上的基因位，利用該基因位上的其他等值基因位進(jìn)行替換，從而改變了父代個(gè)體的特性，產(chǎn)生一個(gè)具有新特性的個(gè)體[45]。變異操作保證了種群的多樣性，它是遺傳算法提高局部搜索能力的主要手段[11]。目前主要的變異算子包括基本位變異、均勻變異以及高斯變異等。(1)基本位變異假設(shè)遺傳算法的變異概率Pm，隨機(jī)設(shè)定個(gè)體染色體的其中一個(gè)基因位或幾個(gè)基因?yàn)樽鳛樽儺惖奈恢�，根�?jù)變異概率Pm使用該基因位的等位基因進(jìn)行替代[46]。假設(shè)使用的是二進(jìn)制編碼，進(jìn)行變異操作時(shí)基因位的基因值為1的需要變?yōu)?，反之基因值為0的變?yōu)?。基本位變異簡(jiǎn)單直觀，特別適用于二進(jìn)制編碼方法和格雷碼編碼，由于本文使用的是格雷碼編碼，所以也采用了基本位變異。具體變異過程如圖2-5所示。圖2-5遺傳算法流程圖如果使用二進(jìn)制編碼或者格雷碼編碼，使用單點(diǎn)交叉后的兩個(gè)個(gè)體的相似性和算術(shù)平均值都基本保持不變。由于基本位變異的變異點(diǎn)只有一個(gè)或者幾個(gè)，因此變異的效果不是很明顯。

電子科技大學(xué)碩士學(xué)位論文213.6NSGA-II流程前面介紹了NSGA-Ⅱ的兩個(gè)核心部分：快速非支配排序和擁擠度計(jì)算，接下來詳細(xì)介紹NSGA-Ⅱ的具體流程。在啟動(dòng)NSGA-Ⅱ算法前，需要設(shè)置相應(yīng)的算法參數(shù)：種群大小N，迭代次數(shù)M，交叉概率Pc,變異概率Pm，以及決策變量范圍。然后啟動(dòng)NSGA-Ⅱ算法。根據(jù)決策變量范圍隨機(jī)生成N個(gè)個(gè)體，計(jì)算個(gè)體解碼并計(jì)算每個(gè)個(gè)體的目標(biāo)函數(shù)值，由于第一代種群無法執(zhí)行精英策略，因此終結(jié)對(duì)當(dāng)代種群中的所有個(gè)體執(zhí)行快速非支配排序和擁擠度計(jì)算。然后根據(jù)交叉概率Pc和變異概率Pm，執(zhí)行相應(yīng)的交叉操作和變異操作，產(chǎn)生子代種群，子代種群的個(gè)體數(shù)目和父代是相同。從第二代開始，將使用精英策略，差生子代種群的方式發(fā)生了變化。首先對(duì)父代種群執(zhí)行交叉操作和變異操作差生子代種群，然后將父代種群和子代種群合并，構(gòu)成一個(gè)具有2N個(gè)個(gè)體的種群，對(duì)種群執(zhí)行速非支配排序和擁擠度計(jì)算，利用上一小節(jié)的個(gè)體評(píng)價(jià)方法，生成一個(gè)有N個(gè)個(gè)體的種群，作為下一次迭代的父代種群。NSGA-Ⅱ算法會(huì)不斷這樣迭代下去，直至種群代數(shù)達(dá)到迭代次數(shù)M，算法結(jié)束。NSGA-II的核心流程如圖3-5所示。使用精英策略雖然會(huì)提高擁擠度計(jì)算和非支配排序的時(shí)間計(jì)算復(fù)雜度，但是也加快了種群中個(gè)體的進(jìn)化速度，促進(jìn)了算法的收斂。圖3-5NSGA-II核心流程圖

【參考文獻(xiàn)】：
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[6]行波管中高頻特性與非線性理論的研究[D]. 呂明毅.電子科技大學(xué) 2007
[7]帶精英策略的非支配排序遺傳算法的研究與應(yīng)用[D]. 鄭強(qiáng).浙江大學(xué) 2006
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本文編號(hào)：2915005