为满足液晶可调谐滤波器（Liquid Crystal Tunable Filter，LCTF）滤波性能和多参数优化的需求，本文提出了一种基于人工免疫算法（Immune Algorithm，IA）的里奥（Lyot）型LCTF优化设计方法。该方法以Lyot型LCTF的光透过率、透射主峰的半高宽（Full Width at Half Maximum，FWHM）、截止区旁瓣抑制（Side Lobe Suppression，SLS）等滤波器基本光谱性能指标为评价函数，基于特定评价函数约束下的全局寻找LCTF最佳液晶盒厚度和驱动电压配置参数组合进行优化设计。仿真结果表明，IA算法优化后的LCTF与传统Lyot型LCTF相比，旁瓣抑制效果提升了73.42%，整体滤波效果提升了13.90%，同时用可调控评价函数权重来实现滤波器性能的智能调控以满足不同应用场景需求。该设计方法可避免传统滤波器对器件厚度线性精度的严重依赖，不仅在液盒厚度、级数选择上更加灵活，可改善光谱响应时间和光透过率，而且省略了繁琐的实验调试工作量，具有一定的研发高效性、实用性以及经济性。
液晶 里奥型滤波器 人工免疫算法 优化设计 智能调控 liquid crystal Lyot tunable filter artificial immune algorithm optimal design intelligent regulation
兰州交通大学 电子与信息工程学院，甘肃 兰州 730070
由于无线传感器网络连通性不合理，导致计算待测节点与已知节点间距离时存在误差。为此，提出一种改进的人工免疫算法(AIA)优化DV-Hop未知节点坐标。首先对原平均跳距加权，其次利用网络中信标节点间距离产生的偏差构造跳距校正值得到最终的全网平均跳距。最后在计算待测节点坐标时引入AIA，针对AIA易陷入局部最优以及收敛速度过慢的问题，在局部搜索过程中采用高斯变异方法对AIA进行改进，扩大搜索范围，得到优化的待测节点坐标。经Matlab仿真证明，与原DV-Hop算法相比，改进后的算法在节点总数、信标节点比例以及通信半径三方面平均定位误差降低了近15%左右，具有较高的定位精度和较好的定位稳定性，同时也改善了算法的收敛性。
无线传感器网络 DV-Hop算法 加权 跳距校正值 改进的人工免疫算法 Wireless Sensor Network DV-Hop algorithm weighting Hop distance correction value improved artificial immune algorithm 太赫兹科学与电子信息学报
2020, 18(6): 1133
电子战中的干扰资源分配问题是典型的组合优化问题, 同时也是NP难题, 求解途径除了各种典型的数学规划方法之外, 各种智能优化方法也在近年来得到非常广泛的应用。针对这一技术应用趋势, 在概要阐述干扰资源分配的数学模型及其典型求解框架的基础上, 以遗传算法、免疫算法、进化算法、粒子群算法、蚁群算法及其各种改进算法等为典型代表, 对智能优化方法在干扰资源分配问题中的应用研究进展情况进行了综述, 总结了各种方法的应用要点, 展现了该应用方向上的发展现状, 从而为各方法的工程应用和人工智能在电子战中的应用示范研究提供了有益借鉴。
电子战 干扰资源分配 遗传算法 免疫算法 进化计算 综述 electronic warfare jamming resource allocation gwnwtic algorithm immune algorithm evolutionary computation review
1 华南理工大学材料科学与工程学院, 广东 广州 510640
2 华南理工大学发光材料与器件国家重点实验室, 广东 广州 510640
3 华南理工大学自动化科学与工程学院, 广东 广州 510640
针对现有室内可见光三维定位系统存在的计算复杂、精度低等缺点,提出了一种基于免疫算法的室内可见光高精度三维定位系统。免疫算法是受生物免疫系统的启示而设计出来的一种具有全局寻优能力的智能算法,可以用于解决全局优化问题,而基于可见光通信(VLC)的室内定位,可以将其转化为全局优化问题。因此,在三维室内定位中,可以通过免疫算法获得最佳的接收机坐标。由于系统噪声和系统中使用的设备不完善,接收器和发射器之间的距离偏离实际值,产生定位误差。通过将误差修正因子引入免疫算法,可以精确地确定接收机在三维空间中的坐标。仿真结果表明,在3 m×3 m×4 m的室内环境中,80次迭代的定位误差为0.69 cm。多点定位测试的平均定位误差为2.13 cm。运动场景定位的扩展实验也表明,所提方法96.04%的定位误差在1.7 cm以下,优于现有的三维可见光室内定位方法。因此,基于免疫算法的室内可见三维定位系统可以实现高精度的定位服务,在各种室内定位场景中具有潜在的应用价值。
光通信 室内定位系统 免疫算法 定位精度 光学学报
2018, 38(10): 1006007
1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所, 上海200050
2 上海微小卫星工程中心，上海201210
3 中国科学院上海技术物理研究所，上海200083
毫米波通信系统因为带宽宽和易于小型化的特点被广泛应用于卫星通信中，基于提高多载波卫星毫米波通信系统容量的链路支持性优化面临诸多性能指标权衡的难题，如：降低上行EIRP需求，提高转发器功率利用率，增强链路稳健性等，将多目标优化思想引入到毫米波卫星通信系统的支持性优化模型，提出一种约束多目标免疫算法(Constrained Nondominated Neighbor Immune Algorithm，C-NNIA)，并进行了相应的建模、仿真和优化.表明该算法可获得优于传统直接求解(Direct Search，DS)算法和基于单目标可变邻域搜索(Variable Neighbourhood Search，VNS)算法的Pareto最优解，且算法具有更好的约束处理能力、多样性保持能力以及快速收敛特性.最后，通过对最优解集的设计变量以及性能度量参数的统计和分析，获得了具有指导性的设计参考.
毫米波 卫星通信 链路支持性 多目标优化 免疫算法 millimeter wave SATCOM link supportability multiobjective optimization immune algorithm
1 南京工业大学自动化与电气工程学院, 江苏 南京210009
2 兰州自动化仪表有限责任公司, 甘肃 兰州730000
拉曼光谱测量速度快, 可以实现原位实时测量, 现已成为过程控制中物料检测的一种重要手段。 但由于环境的复杂性以及拉曼光谱信号特点, 目前在线检测时难免会出现一些重叠谱峰。 基于免疫算法特点, 将该方法用于芳烃重叠拉曼谱峰信号的解析中, 提取混合物质中单个组分拉曼谱峰信息进行分析, 结果表明该方法解析快速、 定量准确, 相对误差低于1%, 是解析重叠拉曼光谱信号的有效方法。 针对现场样品检测中出现的重叠谱峰伴随荧光背景信号, 提出了结合独立成分分析的自适应免疫算法, 有效地解析出荧光背景信号, 为复杂样品的拉曼光谱检测分析提供了新的手段。
重叠拉曼光谱谱峰 免疫算法 独立成分分析 荧光背景信号 光谱学与光谱分析
2012, 32(5): 1262
1 中国科学院东北地理与农业生态研究所，长春 130012
2 中国科学院研究生院，北京 100049
利用人工免疫算法来规划的三维飞行航迹。人工免疫算法根据接种方式的不同分为3种情况：随机选择染色体进行接种; 所有染色体挨个接种; 每个染色体都接种但接种位置是随机的。分别按这3种情况对飞行航迹进行仿真，并对其规划出的航迹进行对比分析。同时，针对威胁的不确定性进行了仿真。最后根据飞机的机动性和适航性对上述规划出的航迹进行了优化。仿真结果表明， 人工免疫算法在寻求规划三维航迹的应用中是可行的，而且在时间上还有很大的优势。
三维航迹规划 人工免疫算法 突发威胁 威胁回避 3D flight planning artificial immune algorithm unexpected threat threat avoidance
东南大学 信息科学与工程学院,江苏 南京 210096
为了更好地对图像进行超分辨率重建,对传统的正则化方法进行了改进,提出了更符合实际的新模型:加性广义高斯白噪声与各向异性正则化项。为求得新模型的最优解,引入免疫进化算法并做如下改进:引入记忆单元群,使算法并行地运行在两个抗体群上;提出一种疫苗的自适应选取及接种方法;将混沌算子作为防僵化算子嵌入。分析与实验表明, 基于新模型重建的图像不仅对噪声的类型与方差具有稳健性,而且重建图像的信噪比改善量(ISNR)比传统模型高1.5 dB左右, 同时提出的改进免疫进化算法能够更快收敛,所需步数仅是遗传算法的8%, 传统免疫算法的40%。结果表明,新模型与改进免疫算法组成的图像超分辨率复原系统具有稳定可靠的性能。
超分辨率 图像复原 直接搜索法 免疫算法 记忆单元 混沌映射 super-resolution image restoration direct search method immune algorithm memory unit chaos mapping
1 广东工业大学 信息工程学院, 广东 广州 510006
2 龙岩学院物理与机电工程学院, 福建 龙岩 364012
针对全光网的网络恢复问题, 提出了一种基于免疫进化算法的恢复路由优化算法。算法以全光网络的虚拓扑为主要研究对象, 通过对网络虚拓扑的全局优化, 完成网络受损业务恢复。算法在优化过程中引用自适应参数进行调节, 避免了传统进化算法中可能出现的早熟或局部收敛等现象。同时, 算法中还着重考虑了网络资源的利用率问题, 使网络资源利用率最大化, 尽量减少失效造成的业务阻塞。仿真计算结果表明, 该算法在MESH结构全光网络的业务恢复中体现良好的性能优越性。
光通信 全光网络 自适应免疫算法 恢复优化 网络生存性
1 北京航空航天大学 仪器科学与光电工程学院,北京 100083
2 北京航天自动控制研究所,北京 100854
基于生物免疫系统的自我-非我识别能力,采用新的检测器生成方法和匹配规则,综合识别目标的先验信息,提出一种基于阴性选择的免疫识别算法。结合空中**目标的检测和识别问题,对提出的算法进行了应用研究。实验结果表明,基于阴性选择的免疫识别算法用于目标检测和识别可以识别已知类型和未知类型目标,漏判率为0.375%,误判率为0.006%,检测精度达99.563%,而且对不同的入侵目标表现出很好的鲁棒性。
人工免疫算法 自我-非我识别 目标识别 阴性选择 artificial immune algorithm self-nonself recognition target recognition negative selection
