改进GP在电路建模中的应用研究

论文摘要

在电子线路与电子系统计算机辅助设计分析中,自动构造各种电路元件和系统的模型是进行仿真分析的基础。根据电路元件和系统的输入输出数据,借助于电路建模方法建立高精度的等效模型,对于复杂电路器件和系统的仿真分析具有重要的现实意义。GP算法相对于传统的电路建模方法具有更为灵活的描述能力,且可以不需要先验知识以较优的精度获得多个模型,因此本文采用GP算法进行电路建模。本文主要研究内容有:1改进标准GP算法,用并行变异代替基本的变异操作。并行变异将多种变异操作其相互结合,并行运作产生子代。这种方式能够综合发挥各种算子的优势显著改变进化个体的结构,增加群体的不同模式并维持其多样性,促进进化过程收敛到全局最优解,达到提高收敛速度的目的。对改进GP算法的收敛性进行分析,证明了采用保优策略的改进的GP算法以概率1收敛到全局最优解,为解决电路建模问题提供了理论依据。2将改进GP算法应用于电路建模。采用模拟和数字两种不同电路的建模试验例子测试改进算法。对比结果显示改进算法在无先验知识的条件下,与实验统计法相比可以获得多个电路模型,同时精度上质量更优。与标准GP算法相比具具有更快的收敛速度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 电路建模现状
• 1.2 GP 概述
• 1.2.1 GP 基本思想
• 1.2.2 遗传编程的研究现状
• 1.3 本文的研究内容
• 2 GP 算法
• 2.1 GP 组成
• 2.2 GP 个体表示方法与初始群体生成
• 2.3 适应度函数、选择策略及终止准则
• 2.4 基本遗传操作
• 2.5 本章小结
• 3 改进的GP 算法和收敛性分析
• 3.1 引言
• 3.2 基于并行变异的改进GP 算法
• 3.2.1 并行变异
• 3.2.2 并行变异的步骤
• 3.3 改进GP 的收敛性分析
• 3.4 改进GP 算法性能分析
• 3.5 本章小结
• 4 基于改进GP 的电路建模
• 4.1 言引
• 4.2 建模问题的数学描述
• 4.3 模型评价标准
• 4.4 模拟电路试验
• 4.4.1 建模实现过程
• 4.4.2 建模结果
• 4.4.3 建模结果分析
• 4.5 数字组合逻辑电路建模
• 4.5.1 建模实现过程
• 4.5.2 建模结果
• 4.5.3 建模结果分析
• 4.6 本章小结
• 5 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果