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🔥 内容介绍
Transformer 模型以其强大的自注意力机制,能够有效捕捉信号在时间和空间维度上的长距离依赖关系。将其与门控循环单元(GRU)相结合,可充分发挥 GRU 在处理时间序列数据方面的优势,对雷达和通信信号进行更精准的特征提取与预测。在 RIS 辅助的系统中,通过 Transformer - GRU 模型可以对复杂多变的信道状态信息进行深度分析,为后续的波束形成优化提供更准确的数据支持。例如,利用该模型对历史信道数据进行学习,预测未来信道的变化趋势,从而提前调整波束形成策略,以适应信道的动态变化。
基于 NSGA - II 的多目标工艺参数与工程设计优化
- 多目标设定
:在双功能雷达和通信系统中,存在多个相互冲突的目标需要优化。对于雷达功能,期望最大化目标检测概率、提高距离和角度分辨率;对于通信功能,则希望最大化数据传输速率、降低误码率。同时,还需考虑系统的功耗、RIS 的部署成本等因素。这些目标共同构成了一个复杂的多目标优化问题。
- NSGA - II 算法流程
:NSGA - II(非支配排序遗传算法 II)作为一种高效的多目标优化算法,首先生成一个初始种群,种群中的每个个体代表一种可能的系统设计方案,包括 RIS 的配置参数、发射端和接收端的波束形成系数等工艺参数。然后,通过非支配排序将种群中的个体划分为不同的等级,优先选择等级较高的个体进行遗传操作,如选择、交叉和变异。在每次迭代过程中,不断更新种群,逐步逼近帕累托最优解集,即一组在各个目标之间达到最优平衡的解。
- 与 Transformer - GRU 的协同优化
:Transformer - GRU 模型预测的信道信息可作为 NSGA - II 算法的输入,帮助算法更准确地评估不同设计方案在实际信道条件下的性能。同时,NSGA - II 算法优化得到的最优设计方案又可以反馈给 Transformer - GRU 模型,用于进一步训练模型,提高其预测准确性,从而实现两者的协同优化。
SCI 配图思路
- Transformer - GRU 模型架构图
:绘制 Transformer - GRU 模型的详细架构图,展示 Transformer 的自注意力模块、GRU 的门控结构以及两者之间的连接方式。通过不同颜色区分不同的组件,并标注数据的流动方向,帮助读者清晰理解模型的工作原理。
- NSGA - II 算法流程图
:以流程图的形式呈现 NSGA - II 算法的执行步骤,从初始种群生成开始,依次展示非支配排序、选择、交叉、变异等操作,以及如何通过迭代更新种群,最终得到帕累托最优解集。在图中适当添加文字说明,解释每个步骤的作用和意义。
- 多目标优化结果可视化图
:采用二维或三维散点图的形式展示 NSGA - II 算法优化得到的帕累托最优解集。例如,以雷达目标检测概率为横坐标,通信数据传输速率为纵坐标,将每个非支配解绘制为一个点。通过不同颜色或形状区分不同的解,直观地展示在不同目标之间的权衡关系,以及通过优化算法得到的多种可行设计方案。
- 系统性能对比图
:绘制对比图,展示引入 Transformer - GRU 与 NSGA - II 前后,系统在雷达和通信性能方面的变化。例如,对比优化前和优化后的目标检测概率曲线、数据传输速率与信噪比的关系曲线等。通过对比图,清晰地呈现新技术融合与多目标优化对系统性能的提升效果。
⛳️ 运行结果
🔗 参考文献
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🌈 各类智能优化算法改进及应用
生产调度、经济调度、装配线调度、充电优化、车间调度、发车优化、水库调度、三维装箱、物流选址、货位优化、公交排班优化、充电桩布局优化、车间布局优化、集装箱船配载优化、水泵组合优化、解医疗资源分配优化、设施布局优化、可视域基站和无人机选址优化、背包问题、 风电场布局、时隙分配优化、 最佳分布式发电单元分配、多阶段管道维修、 工厂-中心-需求点三级选址问题、 应急生活物质配送中心选址、 基站选址、 道路灯柱布置、 枢纽节点部署、 输电线路台风监测装置、 集装箱调度、 机组优化、 投资优化组合、云服务器组合优化、 天线线性阵列分布优化、CVRP问题、VRPPD问题、多中心VRP问题、多层网络的VRP问题、多中心多车型的VRP问题、 动态VRP问题、双层车辆路径规划(2E-VRP)、充电车辆路径规划(EVRP)、油电混合车辆路径规划、混合流水车间问题、 订单拆分调度问题、 公交车的调度排班优化问题、航班摆渡车辆调度问题、选址路径规划问题、港口调度、港口岸桥调度、停机位分配、机场航班调度、泄漏源定位
🌈 机器学习和深度学习时序、回归、分类、聚类和降维
2.1 bp时序、回归预测和分类
2.2 ENS声神经网络时序、回归预测和分类
2.3 SVM/CNN-SVM/LSSVM/RVM支持向量机系列时序、回归预测和分类
2.4 CNN|TCN|GCN卷积神经网络系列时序、回归预测和分类
2.5 ELM/KELM/RELM/DELM极限学习机系列时序、回归预测和分类
2.6 GRU/Bi-GRU/CNN-GRU/CNN-BiGRU门控神经网络时序、回归预测和分类
2.7 ELMAN递归神经网络时序、回归\预测和分类
2.8 LSTM/BiLSTM/CNN-LSTM/CNN-BiLSTM/长短记忆神经网络系列时序、回归预测和分类
2.9 RBF径向基神经网络时序、回归预测和分类
2.10 DBN深度置信网络时序、回归预测和分类
2.11 FNN模糊神经网络时序、回归预测
2.12 RF随机森林时序、回归预测和分类
2.13 BLS宽度学习时序、回归预测和分类
2.14 PNN脉冲神经网络分类
2.15 模糊小波神经网络预测和分类
2.16 时序、回归预测和分类
2.17 时序、回归预测预测和分类
2.18 XGBOOST集成学习时序、回归预测预测和分类
2.19 Transform各类组合时序、回归预测预测和分类
方向涵盖风电预测、光伏预测、电池寿命预测、辐射源识别、交通流预测、负荷预测、股价预测、PM2.5浓度预测、电池健康状态预测、用电量预测、水体光学参数反演、NLOS信号识别、地铁停车精准预测、变压器故障诊断
🌈图像处理方面
图像识别、图像分割、图像检测、图像隐藏、图像配准、图像拼接、图像融合、图像增强、图像压缩感知
🌈 路径规划方面
旅行商问题(TSP)、车辆路径问题(VRP、MVRP、CVRP、VRPTW等)、无人机三维路径规划、无人机协同、无人机编队、机器人路径规划、栅格地图路径规划、多式联运运输问题、 充电车辆路径规划(EVRP)、 双层车辆路径规划(2E-VRP)、 油电混合车辆路径规划、 船舶航迹规划、 全路径规划规划、 仓储巡逻
🌈 无人机应用方面
无人机路径规划、无人机控制、无人机编队、无人机协同、无人机任务分配、无人机安全通信轨迹在线优化、车辆协同无人机路径规划
🌈 通信方面
传感器部署优化、通信协议优化、路由优化、目标定位优化、Dv-Hop定位优化、Leach协议优化、WSN覆盖优化、组播优化、RSSI定位优化、水声通信、通信上传下载分配
🌈 信号处理方面
信号识别、信号加密、信号去噪、信号增强、雷达信号处理、信号水印嵌入提取、肌电信号、脑电信号、信号配时优化、心电信号、DOA估计、编码译码、变分模态分解、管道泄漏、滤波器、数字信号处理+传输+分析+去噪、数字信号调制、误码率、信号估计、DTMF、信号检测
🌈电力系统方面
微电网优化、无功优化、配电网重构、储能配置、有序充电、MPPT优化、家庭用电
🌈 元胞自动机方面
交通流 人群疏散 病毒扩散 晶体生长 金属腐蚀
🌈 雷达方面
卡尔曼滤波跟踪、航迹关联、航迹融合、SOC估计、阵列优化、NLOS识别
🌈 车间调度
零等待流水车间调度问题NWFSP 、 置换流水车间调度问题PFSP、 混合流水车间调度问题HFSP 、零空闲流水车间调度问题NIFSP、分布式置换流水车间调度问题 DPFSP、阻塞流水车间调度问题BFSP
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