自适应IIR滤波器的遗传算法

基于梯度信息的计算未调节自适应IIR滤波器的系数，需要进行复杂的矩阵运算，计算量大，容易陷入局部收敛．本文构造了稳定性检测十分方便的二阶自适应IIR滤波器的并联结构，并将遗传算法应用到滤波器的系数寻优，可以快速地收敛到全局最优解．     

自适应光学中变形镜的研究

大气对激光束的湍流效应是制约激光通信技术发展的一个主要因素,研究发现自适应光学技术可以有效的缓解激光束在大气中传输受到的影响.自适应光学系统由探测器、控制器和校正器3部分组成.首先由探测单元和控制单元确定控制信号,然后通过控制器改变变形镜的镜面,以达到校正波前的目的.变形镜是自适应光学系统中实现波前校正的关键器件,其特性将直接影响系统对波前光束的改善结果.通过对变形镜的工作原理、分类、技术要求和性能指标的研究,该系统补偿效果达到90%.     

基于自适应遗传算法的最优M序列码搜索

编码信号已经广泛地应用于现代雷达系统中,而编码信号的旁瓣抑制一直是雷达信号处理中有待优化的问题。提出一种基于自适应遗传算法（AGA）优化搜索M序列二相码波形的方法。对于M序列,初始寄存器的选择对于主副比是很关键的。自适应遗传算法的遗传算子交叉概率与变异概率可自适应调整。与标准遗传算法（SGA）相比,这种算法能更好地避免＂早熟＂现象,保持了物种样本的多样性,最终能够收敛到脉压特性更好的序列。试验结果证明了该方法的可行性和有效性。     

一种基于种群多样性的新型自适应遗传算法

为克服传统自适应遗传算法易出现未成熟收敛的问题,提出一种新型基于种群多样性的自适应遗传算法。解决未成熟收敛问题的关键是避免算法在寻找到最优解前种群多样性的丧失。为适应进化过程中种群多样性的变化,提出了包含方差因子和种群熵因子的交叉概率和变异概率公式。根据种群收敛情况相应地调整交叉概率及变异概率,在不破坏种群优良基因模式的同时保持种群的多样性。通过标准函数测试与已有算法进行对比,结果表明,所提算法相较于已有算法,在保证收敛精确度的同时提高了收敛速度,有效克服了“早熟”等问题。     

一种改进的基于成熟前收敛判断的自适应遗传算法

针对传统遗传算法存在的缺陷,提出了一种改进的具有成熟前收敛判断的自适应遗传算法。仿真实验表明,同传统的遗传算法和一般的自适应遗传算法相比,改进后的算法性能有了较明显的提高。     

自适应光学中变形镜的研究

大气对激光束的湍流效应是制约激光通信技术发展的一个主要因素,研究发现自适应光学技术可以有效的缓解激光束在大气中传输受到的影响。自适应光学系统由探测器、控制器和校正器3部分组成。首先由探测单元和控制单元确定控制信号,然后通过控制器改变变形镜的镜面,以达到校正波前的目的。变形镜是自适应光学系统中实现波前校正的关键器件．其特性将直接影响系统对波前光束的改善结果。通过对变形镜的工作原理、分类、技术要求和性能指标的研究．该系统补偿效果达到90％。     

基于个体排序的自适应遗传算法

针对遗传算法容易陷入局部最优的缺点,文中提出了一种基于个体排序的自适应遗传算法。在传统自适应遗传算法中,交叉概率和变异概率的自适应更新是依据个体的适应度值进行的。但是在算法后期,由于种群陷入局部极值,使得值的差异变小,更新时难以体现个体差异。借鉴序优化的思想,在所提改进算法中,将个体适应度值排序,并采用排序号替代适应度值。这种采用序差异取代值差异的方法能够增大种群中、后期的交叉概率和变异率的值,有利于避免算法陷入早熟收敛。文中对几种标准的函数进行了测试,结果表明,改进后的算法在收敛速度和收敛精度方面优于其他两种自适应改进算法。     

自适应遗传算法的改进研究

未成熟收敛问题是导致遗传算法性能下降的重要原因。为了提高算法的性能,对IAGA自适应遗传算法[1]进行了改进,提出了一种新的自适应交叉概率公式和自适应变异概率公式,从而促使算法跳出局部最优解,改善了算法的未成熟收敛问题。仿真结果表明,相对IAGA自适应遗传算法,新算法的全局收敛性更强,性能更优越。     

提高眼底自适应光学成像系统的普适性设计

自适应光学技术被广泛应用于人眼像差的校正,从而实现眼底细胞和微血管进行高分辨率成像。传统自适应光学系统受夏克哈特曼波前探测器的动态范围限制,只对部分人群适用,无法对高屈光不正人群进行眼底高分辨率成像。为了提高眼底自适应光学成像系统普适性,本文设计了一种基于音圈变形镜高分辨率眼底自适应光学成像系统：引入Badal调焦系统,能够对人眼屈光度在-8～8 D的眼底进行高分辨率成像;用轴锥透镜组代替传统的环形光阑,控制正、负轴锥透镜间距可以调节环形光内径,以适应不同人眼的角膜,同时避免角膜反射的杂光;通过视标引导实现大视场成像。仿真结果表明,照明子系统在眼底视网膜照度分布均匀;在设定的公差范围内,至少有90%的MTF值在25 lp/mm达到0.21（对应视网膜上4μm）。在实验室搭建了相应的光路,对大畸变的模拟人眼进行了成像,获得了较好的成像效果。     

基于模式投影抑制的无波前传感器双变形镜自适应光学系统解耦控制

为实现无波前传感器自适应光学系统中双变形镜的解耦控制,本文提出了一种基于模式投影抑制的双变形镜解耦控制方法,其中：低空间分辨率大行程变形镜使用模式法进行控制,用于低阶像差校正;高空间分辨率变形镜用于校正高阶像差。同时,通过投影抑制法消除高空间分辨率变形镜中的低阶校正分量,进而实现两个变形镜的高效协同工作。理论分析与仿真结果表明,相比传统的无波前传感器自适应光学系统的解耦算法,本文所提解耦控制方法在稳定性、解耦计算的运算量上均有更优异表现,并可实现良好的耦合误差抑制与像差校正效果。所提算法的有效性得到了原理性实验的验证。     

Performance of an Adaptive Optics System with Dual Deformable Mirrors

One deformable mirror （DM） in conventional adaptive optics system can not meet the needs of large scale and high order aberration compensation. In this paper, a dual DMs way is presented, which needs the decoupling of dual DMs. In dual DMs adaptive optics （AO） system, the decoupling algorithm of dual DMs is deduced. Stroke of one of DMs is large, spatial frequency of the other is high. According to the algorithm, the large stroke DM （LSDM） corrects low order aberration only, and the high spatial frequency DM （HSFDM） corrects other aberration. The experimental result for two 61-DM AO system is presented. The result indicates that the experimental performance of dual DMs AO system is almost the same with that of the conventional AO system using single DM with ideal stroke and equivalent spatial frequency.     

Performance of an Adaptive Optics System with Dual Deformable Mirrors

One deformable mirror (DM) in conventional adaptive optics system can not meet the needs of large scale and high order aberration compensation. In this paper, a dual DMs way is presented, which needs the decoupling of dual DMs. In dual DMs adaptive optics (AO) system, the decoupling algorithm of dual DMs is deduced. Stroke of one of DMs is large, spatial frequency of the other is high. According to the algorithm, the large stroke DM (LSDM) corrects low order aberration only, and the high spatial frequency DM (HSFDM) corrects other aberration. The experimental result for two 61-DM AO system is presented. The result indicates that the experimental performance of dual DMs AO system is almost the same with that of the conventional AO system using single DM with ideal stroke and equivalent spatial frequency.     

基于Zernike模式法的变形反射镜补偿面型求解方法

针对变形反射镜校正非垂直入射畸变波前时,补偿面型求解的复杂性,借助波前补偿原理,提出利用变形反射镜对系统Zernike波像差的响应矩阵求解变形镜补偿面型的方法。结合Zernike模式法复原波前,利用CODEV仿真分析变形镜补偿畸变波前过程。以某红外自适应光学系统为例,仿真验证补偿效果。此方法能够简化变形反射镜控制算法,加深对自适应光学原理的认识。     

基于SPGD算法的激光大气传输湍流效应校正的初步研究

随机并行梯度下降算法(SPGD)是近年来广泛发展的一种无模型优化控制算法,它具有速度快、无需信标光等优点,得以运用于自适应光学系统中.利用相位屏法数值模拟激光大气传输过程,以61单元变形镜为校正器,采用SPGD算法对激光大气传输湍流效应进行了初步校正研究,研究表明: SPGD算法可以用在自适应光学系统中用于校正激光大气传输湍流效应引起的畸变,且不同参数如扰动幅度值、增益系数的选取对校正效果有一定影响,文中给出了不同传输情况下的仿真计算结果.     

基于改进混合遗传的正交小波盲均衡算法

为克服传统盲均衡算法收敛速度慢、均方误差大、易陷入局部极小值等缺点,在正交小波变换盲均衡算法(WT-CMA)的基础上,提出一种基于改进混合遗传的正交小波盲均衡算法(MHGA-WT-CMA)。该算法采用基于改进的编码方式、种群初始化、选择算子及交叉算子的遗传算法,以均衡器权系数为初始种群,将正交小波盲均衡算法嵌入遗传算法的父代与子代之间,对父代种群进行局部搜索,将得到的精英个体直接复制到子代中。再将其余个体进行二进制编码、轮盘赌选择、POX交叉以及非均匀变异等遗传算法操作,经过解码成实数进入子代中,进行下一次混合遗传优化,满足停止准则后输出最优权向量。这样可以结合二者的长处,使得算法既能较快收敛,又能在全局范围内得到最优权向量。计算机仿真实验表明,该算法具有收敛速度快、均方误差小、能搜索到全局最优解等特点。     

基于"联姻"策略的并行遗传算法

早熟现象一直是遗传算法(GAs)所面临的主要问题.为了防止单一种群近亲繁殖导致早熟,本文将人类的联姻策略应用于遗传算法中,提出了一种基于"联姻"策略的并行遗传算法. 对比实验显示出该算法极其优异的性能.同时,文中尝试了一种新的遗传算子,为遗传算法的硬件实现奠定了基础.     

惯性约束聚变驱动装置中焦斑整形的自适应光学方法

针对惯性约束聚变(ICF)驱动装置,提出一种新的焦斑整形方法:基于衍射叠加原理,采用自适应光学(AO)技术调整近场相位来实现对远场焦斑形态的控制。以一种新型的变形镜模型——压电薄膜变形镜(PFDM)为例,对AO技术用于焦斑整形的可行性进行了模拟研究。结果表明,在制作工艺允许的范围内,当变形镜的空间分辨率达到一定程度时,便可利用AO技术实现良好的焦斑整形效果,而且能够保证焦斑较好的均匀性。进一步研究结果表明,该方法对波前畸变的容忍度要优于传统方法。     

基于自适应遗传算法的稀布阵天线优化

稀布阵能够以较少的天线单元,通过稀布的方式和先进的处理算法获得与传统等间距阵相当的孔径效能,降低了系统的硬件成本,具有灵活布置的优点、重要的研究意义和应用价值。稀布阵与同口径满布阵相比副瓣电平较高。文中提出了一种基于自适应遗传算法的稀布阵列综合优化方法。该算法采用实值编码方式,引入自适应遗传算子,有效提高了优化效率,避免陷入个体早熟及局部收敛,得到了更低的副瓣电平。给出了具体实现步骤以及仿真实例,结果表明,采用自适应遗传算法,得到了更低的稀布阵天线副瓣电平。