自适应遗传算法.doc

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1、自适应遗传算法一.主要流程：1.参数的初始化。设定遗传种群规模N，阵元数M，信源数P等。2.编码。采用十进制编码方法。3.初始种群的产生。随机数生成。4.适应度函数的评价。选取（1）其中，（2）PA是A的投影矩阵，A是阵列流型。（3）是数据协方差矩阵的最大似然估计。5.选择。比例选择方法与精英选择方法结合使用，在当代种群中选择优良个体遗传到下一代。既保证了种群的多样性，也使最优个体得以保留。1）比例选择方法（赌轮盘法）：每个个体被选中的概率与它的适应度函数值大小成正比，即适应度函数越高的个体被选中的概率也就越高。

2、2）精英选择方法：让种群中适应度函数值最高的个体不进行配对交叉，直接复制到下一代中。但是容易陷入局部最优解，全局搜索能力差。6.交叉。按照概率Pc对种群中个体两两配对，进行交叉操作。本文中选取算数交叉的方式。算数交叉：是由两个个体的线性组合来产生新的个体，假设第t代的两个个体为A(t)、B(t)，则算数交叉后产生的新个体是（4）（5）其中，α选取（0，1）之间的随机数。交叉概率：使交叉概率随着遗传代数的增长，逐渐减小，目的是进化前期注重交叉运算，全局搜索能力强。（6）其中，T是进化代数，K是总进化次数。1.变异。

3、按照概率Pm对种群个体进行变异。本文中选取均匀变异的方式。均匀变异：如某基因座上的基因值为Xk，其取值范围为[Umin,Umax],对其进行变异后的值为（7）其中，r选取[0,1]之间的随机数。变异概率：使变异概率随着遗传代数的增长，逐渐增加，目的是进化后期注重变异运算，局部搜索能力强。（8）其中，T是进化代数，K是总进化次数。2.终止条件判断。若已达到设定的最大遗传代数，则迭代终止，输出最优解；若不满足终止条件，则返回第4步，进行迭代寻优过程。图1遗传算运算流程图二.仿真实验1.种群容量对角度均方根误差的影响实

4、验条件：由8个阵元构成均匀线性阵列，阵元间距为半个波长，空间中有2个互不相关的窄带信号源，存在于该阵列的远场区域内。两个信号源的波达方向分别为-20°和60°，快拍数取值128,信噪比取值20dB。种群容量范围[50,400]，间隔50取值，循环代数200，交叉概率取值，变异概率取值。蒙特卡洛实验次数200。图2种群容量对角度均方根误差的影响通过图2可知，当循环代数一定时，随着种群容量的增加，角度均方根误差逐渐减小。2.循环代数对角度均方根误差的影响实验条件：由8个阵元构成均匀线性阵列，阵元间距为半个波长，空间中

5、有2个互不相关的窄带信号源，存在于该阵列的远场区域内。两个信号源的波达方向分别为-20°和60°，快拍数取值128,信噪比取值20dB。种群容量200，循环代数范围[50,400]，间隔50取值，交叉概率取值，变异概率取值。蒙特卡洛实验次数200。图3循环代数对角度均方根误差的影响通过图3可知，当种群容量一定，随着循环代数的增加，角度均方根误差曲线平稳，角度测量准确度无改善。2.信噪比对角度均方根误差的影响实验条件：由8个阵元构成均匀线性阵列，阵元间距为半个波长，空间中有2个互不相关的窄带信号源，存在于该阵列的远

6、场区域内。两个信号源的波达方向分别为-20°和60°，快拍数取值128,信噪比取值[-10,20]dB,步进4dB。种群容量200，循环代数200，交叉概率取值，变异概率取值。蒙特卡洛实验次数200。图4信噪比对角度均方根误差的影响通过图4可知，随着信噪比的增加，角度均方根误差逐渐减小，并趋于平稳，小于1°。2.小快拍数下角度差值对角度均方根误差的影响实验条件：由8个阵元构成均匀线性阵列，阵元间距为半个波长，空间中有2个互不相关的窄带信号源，存在于该阵列的远场区域内。两个信号源的入射角相差[5,35]°，步进5°

7、，快拍数取值20,信噪比取值20dB。种群容量200，循环代数200，交叉概率取值，变异概率取值。蒙特卡洛实验次数100。图5小快拍条件下入射角度差值对均方根误差的影响通过图5可知，在相同条件下，随着入射角度之间差值增大，对角度测量的误差减小。2.低信噪比下快拍数对角度均方根误差的影响实验条件：由8个阵元构成均匀线性阵列，阵元间距为半个波长，空间中有2个互不相关的窄带信号源，存在于该阵列的远场区域内。两个信号源的入射角分别为-20°、50°，快拍数取值[25，150],步进5，信噪比取值-10dB。种群容量200

8、，循环代数200，交叉概率取值，变异概率取值。蒙特卡洛实验次数100。图6低信噪比下快拍数对角度均方根误差的影响通过图6可知，低信噪比情况下，随着快拍数的增长，角度均方根误差的逐渐减小，但是角度估计的准确度低。2.高信噪比下快拍数对角度均方根误差的影响实验条件：由8个阵元构成均匀线性阵列，阵元间距为半个波长，空间中有2个互不相关的窄带信号源，存在于该阵列的远场区域内。两个