[发明专利]一种基于并行贝叶斯优化的蒙皮天线机电协同设计方法

摘要

本发明提供基于并行贝叶斯优化的蒙皮天线机电协同设计方法，以减少计算量，提高设计质量和优化效率。确定设计变量和初始设计空间，进行初始采样，提取样本点数据库中所有的样本点及其对应的响应值，选取贝叶斯算法构造目标函数的代理模型，采用伪期望提高准则作为采集函数选取多个候选解，判断约束条件的满足程度。如果调用机电耦合模型的计算次数达到设定的次数或满足收敛准则时，则停止迭代，并输出最优解。大量节省对复杂问题的优化时间，初始采样仅需随机选取一个样本点，优化过程具有可重复性。

主权项

1.一种基于并行贝叶斯优化的蒙皮天线机电协同设计方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定设计变量和初始设计空间，令迭代次数k＝1，以天线的回波损耗为优化目标时，蒙皮天线的机电协同优化设计的数学描述如(1)式所示：Find x＝[x1,x2,…,xm]式中，x为蒙皮天线的结构设计变量，f(x)是优化设计问题的目标函数；W(x)是质量约束，σ(x)是应力约束，xl和xu分别是优化变量的下边界、上边界；2)在初始设计向量空间进行初始采样；3)利用matlab并行调用电磁仿真软件HFSS进行联合仿真，得到初始采样点处的真实仿真结果；4)提取样本点数据库中所有的样本点及其对应的响应值，选取贝叶斯算法构造目标函数的代理模型；5)采用伪期望提高准则作为采集函数选取多个候选解，伪期望提高准则的表达式如式(2)～(4)所示:PEI(X,X(n+1))＝EI(X)·IF(X,X(n+1))  (2)X(n+2)＝argmax PEI(X,X(n+1))  (3)X(n+q)＝argmax PEI(X,X(n+1),X(n+2),...,X(n+q‑1),X(n+q))  (4)式中EI(X)是预测点的期望提高函数的响应值，IF(X,Xn+1)是影响函数。6)判断约束条件的满足程度：如果调用机电耦合模型的计算次数达到设定的次数或满足收敛准则时，则停止迭代，并输出最优解，否则，返回步骤4)。