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激光相干合成系统中SPGD算法的分阶段自适应优化
1
作者 郑文慧 祁家琴 +6 位作者 江文隽 谭贵元 胡奇琪 高怀恩 豆嘉真 邸江磊 秦玉文 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2024年第9期303-315,共13页
为改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法应用于大规模激光相干合成系统时收敛速度慢且易陷入局部最优解的情况,提出了一种分阶段自适应增益SPGD算法-Staged SPGD算法。该算法根据性能评价函数值,... 为改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法应用于大规模激光相干合成系统时收敛速度慢且易陷入局部最优解的情况,提出了一种分阶段自适应增益SPGD算法-Staged SPGD算法。该算法根据性能评价函数值,在不同收敛时期采用不同策略对增益系数进行自适应调整,同时引入含梯度更新因子的控制电压更新策略,在加快收敛速度的同时减少算法陷入局部极值的概率。实验结果表明:在19路激光相干合成系统中,与传统SPGD算法相比,Staged SPGD算法的收敛速度提升了36.84%,针对不同频率和幅度的相位噪声,算法也具有较优的收敛效果,且稳定性得到显著提升。此外,将Staged SPGD算法直接应用于37、61、91路相干合成系统时,Staged SPGD算法相比传统SPGD算法收敛速度分别提升了37.88%、40.85%和41.10%,提升效果随相干合成单元数增加而更加显著,表明该算法在收敛速度、稳定性和扩展性方面均具有一定优势,具备扩展到大规模相干合成系统的潜力。 展开更多
关键词 激光相干合成 相位控制 随机并行梯度下降算法 spgd算法
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自适应光学系统SPGD控制算法的FPGA硬件实现 被引量：10
2
作者 张金宝 陈波 +1 位作者 王彩霞 李新阳 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2009年第9期46-51,共6页
针对随机并行梯度下降(SPGD)算法实时性强,同时具有一定的灵活性的要求,本文提出了一种基于FPGA的SPGD算法硬件实现方法。该方法首先划分了各功能模块,然后对关键模块进行了实时化处理,并使用"流水线"和RAM技术设计了可升级... 针对随机并行梯度下降(SPGD)算法实时性强,同时具有一定的灵活性的要求,本文提出了一种基于FPGA的SPGD算法硬件实现方法。该方法首先划分了各功能模块,然后对关键模块进行了实时化处理,并使用"流水线"和RAM技术设计了可升级和扩展的变形镜控制模块。最后将该算法实现并应用到61单元自适应光学激光实验中,结果表明本文的设计可使用不同的性能指标实现变形镜的SPGD算法闭环控制,并能同时完成倾斜镜的控制,达到了实时性和灵活性的要求。 展开更多
关键词 自适应光学 spgd算法 FPGA 变形镜
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自适应光学中SPGD算法关键参数实时调节方法 被引量：2
3
作者 贺喜 潘旭东 +2 位作者 雍松林 张生帅 田俊林 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第10期2527-2530,共4页
介绍了随机并行梯度下降(SPGD)算法及其在相干合成中的应用,针对实验中算法关键参数难以调节的难点,提出采用软硬件结合的新方式,实现对实验数据的在线采集和分析以及对SPGD算法关键参数的自动实时调节。开展了4路光纤激光相干合成实验... 介绍了随机并行梯度下降(SPGD)算法及其在相干合成中的应用,针对实验中算法关键参数难以调节的难点,提出采用软硬件结合的新方式,实现对实验数据的在线采集和分析以及对SPGD算法关键参数的自动实时调节。开展了4路光纤激光相干合成实验,对不同调节方法进行对比。实验中采用新方式有效调节了SPGD算法中增益系数和随机扰动幅度的取值,合成效果显著。 展开更多
关键词 随机并行梯度下降算法 相干合成 增益系数 随机扰动幅度 实时调节 光纤激光
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空间光波前畸变校正中的元启发式SPGD算法 被引量：3
4
作者 赵辉 吕典楷 +3 位作者 安静 邝凯达 余孟洁 张天骐 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期424-434,共11页
为了改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法收敛速度慢且容易陷入局部极值的问题,提出了一种元启发式随机并行梯度下降(Meta-Heuristic SPGD,MHSPGD)算法。该算法将SPGD算法和元启发式算法的开发与... 为了改善传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法收敛速度慢且容易陷入局部极值的问题,提出了一种元启发式随机并行梯度下降(Meta-Heuristic SPGD,MHSPGD)算法。该算法将SPGD算法和元启发式算法的开发与探索两步结合,首先利用SPGD算法的梯度下降搜索得到局部最优解,然后进行邻域搜索得到局部最优区域以外的可能最优解,通过所有解性能指标的比较来确定新的迭代起点。随着搜索范围的自适应扩展,该算法能够避免陷入局部极值并趋向收敛于全局最优。同时,为了避免重复搜索,建立了记忆表来记录迭代过程中产生的次最优解。搭建了无波前探测器自适应光学系统模型,运用所提算法对不同湍流强度下的波前畸变进行了仿真校正,并针对不同Zernike阶数的像差进行了仿真实验。在三种湍流强度下,MHSPGD算法所能达到的斯特列尔比(Strehl Ratio,SR)分别为0.7621、0.6554、0.3749,相比于SPGD算法分别提升了0.1%、2%和18.6%。此外,当畸变中含有较多高阶成分时,文中所提优化算法相比传统的SPGD算法,SR收敛到0.6所需的迭代次数减少了约47%,且SR收敛极限值也提升了约9.4%。结果表明:与三种主流优化算法相比,MHSPGD在保持较快收敛速度的同时,能够在各种湍流强度下达到更高的收敛极限,有效地解决了算法的局部收敛问题。 展开更多
关键词 自适应光学 波前畸变校正 随机并行梯度下降算法 元启发式算法
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空间光波前畸变校正中SPGD方法的自适应优化 被引量：2
5
作者 赵辉 邝凯达 +3 位作者 吕典楷 余孟洁 安静 张天骐 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第8期399-406,共8页
为了提高传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法校正波前畸变的性能,提出了一种基于AdaBelief优化器的新型SPGD优化算法。该算法将深度学习中AdaBelief优化器的一阶动量和二阶动量集成到SPGD算法中以提... 为了提高传统随机并行梯度下降(Stochastic Parallel Gradient Descent,SPGD)算法校正波前畸变的性能,提出了一种基于AdaBelief优化器的新型SPGD优化算法。该算法将深度学习中AdaBelief优化器的一阶动量和二阶动量集成到SPGD算法中以提高算法的收敛速度,并使得算法能够自适应地调整增益系数。此外,对实际增益系数进行自适应动态裁剪以避免因实际增益系数出现极端值而造成的震荡。仿真结果表明:在37单元变形镜(Deformable Mirror,DM)下,新型SPGD优化算法能够对不同湍流强度下的波前畸变实现有效校正,不同波前畸变经过校正后的斯特列尔比(Strehl ratio,SR)分别提升至0.83、0.47和0.31。此外,该算法在不同湍流强度下的SR仅仅需要149、229和230次迭代达到阈值,与传统SPGD算法及其他优化算法相比有更快的收敛速度,且在稳定性和参数调节方面也具有一定的优越性。 展开更多
关键词 自适应光学 大气湍流 波前畸变 随机并行梯度下降算法
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基于无冲突并行随机梯度下降的图布局求解方法
6
作者 王智 薛明亮 +2 位作者 王一凡 钟发海 汪云海 《计算机辅助设计与图形学学报》 北大核心 2025年第6期1063-1072,共10页
应力模型是计算节点连接图布局时最常用的方法之一.随机梯度下降法由于具有很好的收敛性,常被用于求解应力模型,但该方法难以实现有效并行.虽然无锁随机梯度下降方法能大幅提高并行效率,但其求解过程中常存在线程冲突,导致结果准确性低... 应力模型是计算节点连接图布局时最常用的方法之一.随机梯度下降法由于具有很好的收敛性,常被用于求解应力模型,但该方法难以实现有效并行.虽然无锁随机梯度下降方法能大幅提高并行效率,但其求解过程中常存在线程冲突,导致结果准确性低.为了提高并行图布局的效率和准确性,提出一种无冲突的随机梯度下降的并行求解方法.首先提出一种面向应力模型的线程分配算法,将与节点j相同的点对分配到同一线程内计算,保证基于随机梯度下降方法的图布局无冲突化求解;然后仅对线程内的样本随机洗牌并减少次数,进一步提升并行效率.在16个不同规模的真实数据集上进行实验,并将所提方法应用在稀疏化应力模型的求解上,实验结果显示所提方法在求解精度上无损失且求解速度提高10倍以上,从布局质量和运行效率2个方面证明了该方法的高效性和可用性. 展开更多
关键词 图布局 随机梯度下降 并行计算 图可视化
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基于SPGD算法的非保偏-保偏光自适应偏振转换 被引量：5
7
作者 董苏惠 王小林 +3 位作者 粟荣涛 马鹏飞 周朴 杨丽佳 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期56-60,共5页
报道了一种基于随机并行梯度下降（SPGD）算法的高消光比非保偏～保偏光自适应偏振转换系统。该系统利用偏振控制器对非保偏光的偏振分量进行直接控制，通过SPGD算法对输出的偏振消光比进行优化，最终实现了自适应的非保偏一保偏光的偏... 报道了一种基于随机并行梯度下降（SPGD）算法的高消光比非保偏～保偏光自适应偏振转换系统。该系统利用偏振控制器对非保偏光的偏振分量进行直接控制，通过SPGD算法对输出的偏振消光比进行优化，最终实现了自适应的非保偏一保偏光的偏振转换。理论上，结合SPGD算法和偏振控制器的原理，对系统进行分析，建立了非保偏一保偏光自适应偏振转换的数学模型。实验上，利用该系统实现了非保偏到保偏光的转换，获得了14．1dB的线偏振光输出；并利用该系统将任意方向（O～360°）偏振态的线偏振光转换为期望偏振态的高消光比线偏光，其输出线偏光的平均消光比约为12dB。 展开更多
关键词 线偏光 偏振转换 偏振控制器 随机并行梯度下降算法
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SPGD图像匹配的方法性能及参数选取优化策略
8
作者 李松洋 伏思华 +3 位作者 尹世亮 龙学军 王三宏 韩海涛 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期109-117,共9页
随机并行梯度下降(SPGD)图像匹配方法是一种全新的图像匹配方法,该方法同时对所有的变形参数施加相互统计独立的随机扰动,并以相关系数随机梯度分量代替真实的梯度分量进行迭代运算,使之能够快速地得到最优参数估计。扰动幅度和增益系... 随机并行梯度下降(SPGD)图像匹配方法是一种全新的图像匹配方法,该方法同时对所有的变形参数施加相互统计独立的随机扰动,并以相关系数随机梯度分量代替真实的梯度分量进行迭代运算,使之能够快速地得到最优参数估计。扰动幅度和增益系数选取是该方法亟需解决的关键性问题,目前能否对不同的变形情况选取相同的具有普遍适应性的预设参数,或是需要对不同的变形情况自适应更新参数以达到最优化匹配效果都还没有得到较好的回答。本文一方面探索该方法在不同预设条件下的极限匹配性能;另一方面初步总结出扰动幅度和增益系数对该方法匹配性能影响的规律,在此基础上研究了分级参数更新策略,使该问题得到进一步解决。 展开更多
关键词 随机并行梯度下降 图像匹配 扰动幅度 增益系数 极限匹配性能 目标跟踪
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分布式训练系统及其优化算法综述 被引量：9
9
作者 王恩东 闫瑞栋 +1 位作者 郭振华 赵雅倩 《计算机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期1-28,共28页
人工智能利用各种优化技术从海量训练样本中学习关键特征或知识以提高解的质量,这对训练方法提出了更高要求.然而,传统单机训练无法满足存储与计算性能等方面的需求.因此,利用多个计算节点协同的分布式训练系统成为热点研究方向之一.本... 人工智能利用各种优化技术从海量训练样本中学习关键特征或知识以提高解的质量,这对训练方法提出了更高要求.然而,传统单机训练无法满足存储与计算性能等方面的需求.因此,利用多个计算节点协同的分布式训练系统成为热点研究方向之一.本文首先阐述了单机训练面临的主要挑战.其次,分析了分布式训练系统亟需解决的三个关键问题.基于上述问题归纳了分布式训练系统的通用框架与四个核心组件.围绕各个组件涉及的技术,梳理了代表性研究成果.在此基础之上,总结了基于并行随机梯度下降算法的中心化与去中心化架构研究分支,并对各研究分支优化算法与应用进行综述.最后,提出了未来可能的研究方向. 展开更多
关键词 分布式训练系统 (去)中心化架构 中心化架构算法 (异)同步算法 并行随机梯度下降 收敛速率
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基于FPGA并行实现SVM训练的可重构计算系统 被引量：2
10
作者 彭卫东 郭威 魏麟 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2024年第S02期786-792,共7页
针对支持向量机在处理大规模数据集时所面临的计算复杂度高和训练时间长的问题,设计了一种基于FPGA并行实现支持向量机训练的可重构计算系统,并分析了不同量化方式下的硬件资源消耗与加速性能。通过采用随机梯度下降法训练支持向量机,... 针对支持向量机在处理大规模数据集时所面临的计算复杂度高和训练时间长的问题,设计了一种基于FPGA并行实现支持向量机训练的可重构计算系统,并分析了不同量化方式下的硬件资源消耗与加速性能。通过采用随机梯度下降法训练支持向量机,使得需要求解的维度与样本的维度相关联,相较于传统的基于二次规划的求解方法可以显著降低计算复杂性。同时,利用基于FPGA的可重构硬件平台设计了专用并行计算结构以加速支持向量机的训练过程。对设计的完整系统进行了软硬件联合仿真,在4个公共数据集上的仿真结果表明,整体模型预测准确率达到90%以上;在训练阶段,相较于采用相同算法的软件实现,所提出的浮点数表示下硬件实现的单个样本处理时间至少减少了2个数量级;定点数表示下硬件实现的单个样本处理时间最大减小了3个数量级;与基于二次规划问题求解的硬件实现相比,单个样本处理速度最快提升了394倍。 展开更多
关键词 现场可编程逻辑门阵列 支持向量机 可重构系统 并行计算 随机梯度下降法
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一类自适应梯度裁剪的差分隐私随机梯度下降算法 被引量：1
11
作者 张家棋 李觉友 《运筹学学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第2期47-57,共11页
梯度裁剪是一种防止梯度爆炸的有效方法,但梯度裁剪参数的选取通常对训练模型的性能有较大的影响。为此,本文针对标准的差分隐私随机梯度下降算法进行改进。首先,提出一种自适应的梯度裁剪方法,即在传统裁剪方法基础上利用分位数和指数... 梯度裁剪是一种防止梯度爆炸的有效方法,但梯度裁剪参数的选取通常对训练模型的性能有较大的影响。为此,本文针对标准的差分隐私随机梯度下降算法进行改进。首先,提出一种自适应的梯度裁剪方法,即在传统裁剪方法基础上利用分位数和指数平均策略对梯度裁剪参数进行自适应动态调整,进而提出一类自适应梯度裁剪的差分隐私随机梯度下降算法。其次,在非凸目标函数的情况下对提出的自适应算法给出收敛性分析和隐私性分析。最后,在MNIST、Fasion-MNIST和IMDB数据集上进行数值仿真。其结果表明,与传统梯度裁剪算法相比,本文提出的自适应梯度裁剪算法显著提高了模型精度。 展开更多
关键词 随机梯度下降算法 差分隐私 梯度裁剪 自适应性
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自适应光学系统几种随机并行优化控制算法比较 被引量：35
12
作者 杨慧珍 李新阳 姜文汉 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第1期11-16,共6页
直接对系统性能指标进行优化是自适应光学系统中一种重要的波前畸变校正方法,选择合适的随机并行优化控制算法是该技术成功实现的关键。以32单元变形镜为校正器,基于多种随机并行优化算法建立自适应光学系统仿真模型。从算法的收敛速度... 直接对系统性能指标进行优化是自适应光学系统中一种重要的波前畸变校正方法,选择合适的随机并行优化控制算法是该技术成功实现的关键。以32单元变形镜为校正器,基于多种随机并行优化算法建立自适应光学系统仿真模型。从算法的收敛速度、校正效果、局部极值3个方面对遗传算法、单向扰动随机并行梯度下降、双向扰动随机并行梯度下降及模拟退火算法进行了比较。仿真结果表明,遗传算法收敛速度太慢,不适用于需要实时控制的自适应光学系统;双向扰动随机并行梯度下降算法收敛速度、校正效果要优于单向扰动随机并行梯度下降,且能够适应各种情况下的扰动电压;模拟退火几乎以概率1收敛到全局极值附近,且收敛速度是上述算法中最快的。 展开更多
关键词 自适应光学系统 随机并行梯度下降算法 模拟退火 遗传算法 数值仿真
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32路光纤激光相干阵列的相位锁定 被引量：11
13
作者 粟荣涛 周朴 +2 位作者 王小林 马阎星 许晓军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期1-2,共2页
报道了32路光纤激光相干阵列的相位锁定实验研究。搭建了32路光纤激光相干阵列实验系统,基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)设计制作了高速高精度相位控制器。当相位控制器执行随机并行梯度下降(SPGD)算法对各路激光的相位进行锁定时,相干阵... 报道了32路光纤激光相干阵列的相位锁定实验研究。搭建了32路光纤激光相干阵列实验系统,基于现场可编程逻辑阵列(FPGA)设计制作了高速高精度相位控制器。当相位控制器执行随机并行梯度下降(SPGD)算法对各路激光的相位进行锁定时,相干阵列输出的激光功率与不进行相位锁定时相比提高了约26倍。 展开更多
关键词 相干合成 光纤激光 相位锁定 随机并行梯度下降算法
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模拟退火算法光纤放大器相干合成 被引量：10
14
作者 周朴 马阎星 +3 位作者 王小林 马浩统 许晓军 刘泽金 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期973-977,共5页
提出了利用模拟退火算法实现相干合成的思路。对利用模拟退火算法实现多路光纤放大器相干合成进行了数值模拟,验证了方法的有效性,并分析了算法收敛速度与合成光束数目的关系。进行了两路W量级光纤放大器相干合成的实验,结果表明,模拟... 提出了利用模拟退火算法实现相干合成的思路。对利用模拟退火算法实现多路光纤放大器相干合成进行了数值模拟,验证了方法的有效性,并分析了算法收敛速度与合成光束数目的关系。进行了两路W量级光纤放大器相干合成的实验,结果表明,模拟退火算法能够有效控制各路光纤激光的相位,系统闭环将目标圆孔内的能量提高了1.8倍,并使得目标圆孔内能量大于理想值80%的概率从19.4%提升到了51.3%,取得了较为明显的相干合成效果。 展开更多
关键词 光纤放大器 相干合成 模拟退火算法 主动相位控制 随机并行梯度下降算法
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随机并行梯度下降算法在激光束整形中的应用 被引量：7
15
作者 刘磊 郭劲 +3 位作者 赵帅 姜振华 孙涛 王挺峰 《中国光学》 EI CAS 2014年第2期260-266,共7页
为了满足高光束质量要求,校正激光束在传输过程中产生的波前畸变,改善激光位相分布,进而提高聚焦光斑的能量集中度,基于79单元微机械薄膜变形镜(MMDM)搭建了一套激光束整形实验系统。利用随机并行梯度下降(SPGD)算法,分别选择聚焦光斑... 为了满足高光束质量要求,校正激光束在传输过程中产生的波前畸变,改善激光位相分布,进而提高聚焦光斑的能量集中度,基于79单元微机械薄膜变形镜(MMDM)搭建了一套激光束整形实验系统。利用随机并行梯度下降(SPGD)算法,分别选择聚焦光斑半径、形心为中心的环围能量比和质心为中心的环围能量比作为算法性能指标,开展了激光束整形实验研究。3种情况下,分别经过58次、197次、133次迭代趋于收敛,但光斑半径作为性能指标时振荡严重;环围能量比从整形前的0.200 5、0.127 7、0.200 5分别增加到整形后的0.669 9、0.733 9、0.864 0。实验结果表明:MMDM用于激光束整形具有良好的效果,光斑半径作为性能指标整形速度最快,其次为质心环围能量比,形心环围能量比最慢;质心环围能量比作为性能指标整形效果最好,其次为形心环围能量比,光斑半径最差。综合比较,质心环围能量比作为性能指标时综合效果最好。 展开更多
关键词 随机并行梯度下降算法 激光束整形 微机械薄膜变形镜 性能指标
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光纤激光相干合成高速高精度相位控制器 被引量：6
16
作者 粟荣涛 周朴 +2 位作者 王小林 韩凯 许晓军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期1290-1294,共5页
基于随机并行梯度下降算法(SPGD)和现场可编程逻辑阵列(FPGA)设计制作了相干合成(CBC)相位控制器。理论分析表明,该控制器单次迭代速率大于1.125MHz,对于2路和16路相干合成,其平均控制带宽的理论值分别大于70kHz和9kHz,与现有的SPGD算... 基于随机并行梯度下降算法(SPGD)和现场可编程逻辑阵列(FPGA)设计制作了相干合成(CBC)相位控制器。理论分析表明,该控制器单次迭代速率大于1.125MHz,对于2路和16路相干合成,其平均控制带宽的理论值分别大于70kHz和9kHz,与现有的SPGD算法相位控制器相比有了量级上的提高。利用该控制器进行了验证性实验,表明该控制器能够实现高速高精度相位控制。当利用相位控制器对两路激光的相位进行锁定时,目标圆孔内能量提高了1.51倍,远场光斑对比度提高了5.29倍。 展开更多
关键词 光纤激光器 相干合成 随机并行梯度下降算法 相位控制器 现场可编程逻辑阵列
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自适应光学系统随机并行梯度下降算法 被引量：5
17
作者 马慧敏 张鹏飞 +2 位作者 张京会 范承玉 王英俭 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1206-1210,共5页
随机并行梯度下降（SPGD）算法可以对系统性能指标直接优化来校正畸变波前。对基于SPGD算法的61单元自适应光学系统进行仿真模拟,分析了对不同初始静态畸变波前的校正能力,并比较了不同性能指标情况下的算法增益系数、扰动幅度值的选取... 随机并行梯度下降（SPGD）算法可以对系统性能指标直接优化来校正畸变波前。对基于SPGD算法的61单元自适应光学系统进行仿真模拟,分析了对不同初始静态畸变波前的校正能力,并比较了不同性能指标情况下的算法增益系数、扰动幅度值的选取及校正情况。仿真结果表明：算法收敛速度很大程度上依赖于增益系数和扰动幅度值,对畸变较大的波前,随机扰动幅度在0.50~0.85范围内,性能指标采用焦斑平均半径比采用斯特列尔比取得的校正效果好。 展开更多
关键词 自适应光学 随机并行梯度下降算法 数值仿真 波前畸变
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基于Zernike模式的随机并行梯度下降算法的收敛速率 被引量：6
18
作者 王卫兵 赵帅 +1 位作者 郭劲 王挺峰 《中国光学》 EI CAS 2012年第4期407-415,共9页
为了加快控制变形镜进行波前整形的随机并行梯度下降(SPGD)算法的收敛速率,提高实时波前整形能力,本文利用由12阶Zernike多项式构成的畸变波前和32单元变形镜建立了仿真模型。基于Zernike多项式的单位正交性,得到了两个常数矩阵,当斯特... 为了加快控制变形镜进行波前整形的随机并行梯度下降(SPGD)算法的收敛速率,提高实时波前整形能力,本文利用由12阶Zernike多项式构成的畸变波前和32单元变形镜建立了仿真模型。基于Zernike多项式的单位正交性,得到了两个常数矩阵,当斯特列尔比(SR)达到0.8时,需要算法迭代660次,简化了算法的运算过程,加快了算法运行时间。通过Matlab7.8.0对6种SPGD算法进行仿真对比,结果显示:当SR要求不高时,可使用间接固定双边SPGD算法来提高收敛速度;当SR要求较高时,则应当使用间接自动双边SPGD算法。提出的算法为实际的激光整形提供了理论指导。 展开更多
关键词 波前整形系统 随机并行梯度下降算法 仿真 ZERNIKE多项式 变形镜
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基于随机并行梯度下降算法的湍流像差校正仿真 被引量：5
19
作者 马慧敏 张京会 +1 位作者 张鹏飞 范承玉 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期1738-1742,共5页
随机并行梯度下降(SPGD)算法可不依赖波前探测直接优化系统性能指标来校正畸变波前。建立了基于随机并行梯度下降算法控制的61单元湍流校正仿真模型,实现了通过该算法控制倾斜镜和变形镜对湍流引起的像差的校正。结果发现,该算法能够找... 随机并行梯度下降(SPGD)算法可不依赖波前探测直接优化系统性能指标来校正畸变波前。建立了基于随机并行梯度下降算法控制的61单元湍流校正仿真模型,实现了通过该算法控制倾斜镜和变形镜对湍流引起的像差的校正。结果发现,该算法能够找到补偿湍流像差所需的倾斜镜和变形镜的最优面形。采用SPGD算法控制,倾斜镜校正后,远场光斑质心更靠近轴心而且轴上斯特列尔比有所提高;倾斜镜和变形镜共同校正比变形镜单独校正的效果好,这也说明倾斜镜的校正是有效的。 展开更多
关键词 自适应光学 随机并行梯度下降算法 湍流
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基于主动相位控制的脉冲激光相干合成技术 被引量：4
20
作者 王小林 周朴 +4 位作者 马阎星 马浩统 李霄 许晓军 赵伊君 《国防科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第1期33-37,共5页
提出并验证了基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的主动相位控制脉冲激光相干合成方案。利用低通滤波器滤除脉冲激光光强变化导致的性能评价函数起伏,提取出相位噪声导致的性能评价函数变化,然后将这个低通滤波后的性能评价函数用于SPGD算... 提出并验证了基于随机并行梯度下降(SPGD)算法的主动相位控制脉冲激光相干合成方案。利用低通滤波器滤除脉冲激光光强变化导致的性能评价函数起伏,提取出相位噪声导致的性能评价函数变化,然后将这个低通滤波后的性能评价函数用于SPGD算法的极值寻优过程,从而实现脉冲激光的锁相。对该方案进行了理论分析和数值模拟,并进行了两路脉冲激光相干合成实验。实验结果表明,当系统从闭环到开环时,系统性能评价函数均值提高到开环的1.6倍,干涉条纹长曝光对比度从0提高到0.43。在该方案中,通过增加合成脉冲激光路数,并在各路脉冲激光中引入多级功率放大器,能够得到更高的合成功率输出。 展开更多
关键词 光纤激光 脉冲激光 相干合成 相位控制 随机并行梯度下降算法
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