基于NSGA-Ⅱ算法的低通滤波器优化
2021-06-10袁爱霞,房少军,刘浩然,段云梦
大连工业大学学报 2021年3期
关键词:优化
袁 爱 霞,房 少 军,刘 浩 然,段 云 梦
(1.大连海事大学 信息科学技术学院,辽宁 大连 116026;2.大连工业大学 信息科学与工程学院,辽宁 大连 116034)
0 引 言
无线通信系统中,滤波器性能的优劣影响到一个通信设备的整体质量,因此,对滤波器性能的优化提出了更高的标准[1]。LC滤波器的优化是一个多约束、非线性的规划问题[2]。该问题具有目标相互耦合,互相制约的特点。如需得到最优解,运算量大,传统的运算已经无法满足滤波器优化的要求。国内外学者采用不同的算法对各类型滤波器进行了优化,如基于混沌遗传算法、量子遗传算法、自适应遗传算法的滤波器优化[3-5]。
NSGA-Ⅱ算法是在第一代非支配排序遗传算法改进的多目标优化算法,提出了精英保留的策略,扩大了种群迭代的选择范围,避免了最优个体的缺失,提高了算法的运行速度,很大程度地降低该算法计算过程的复杂度,改进了传统算法的性能[6]。目前对NSGA-Ⅱ算法进行了较多的研究[7-14]。Zhang等[8]利用改进的NSGA-II完成了对陷波器的多目标优化设计,引入了不同目标重要性向量;肖怀硕等[10]基于改进的NSGA-Ⅱ对故障限流器进行了配置优化,提出了局部微分法提高搜索能力。但没有关于如何选取最优解的论述。因此,提出了一种采用NSGA-Ⅱ算法,对滤波器的多个目标进行优化设计的方案。
本研究针对一个截止频率为50 MHz,特征阻抗为的50 Ω的5阶π形定K型低通滤波器,用NSGA-Ⅱ算法进行了优化。算法首先设定初始化种群,对算法中群体的多样性和全局搜索能力进行改进,确定适应度函数和目标函数,建立约束条件,对滤波器的插入损耗、反射损耗、群时延进行优化;……
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