[发明专利]人工合成材料设计方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及材料设计领域，特别是涉及人工合成材料设计方法和系统。

背景技术

在设计结构参数(如二维尺寸)按特定规律变化的人工电磁材料时，针对基板上的不同位置，需要在该位置上放置特定折射率的晶格(人工电磁材料的最小单位为晶格)，因此，需要对二维尺寸不同的晶格进行筛选，使其按期望的特定二维尺寸放置在基板的对应位置上。其中，晶格二维尺寸的大小与其折射率等参数相对应。

现有技术中，在设计人工电磁材料时，一般采用手动调节的方法，而无法达到快速的优化设计，因此难以实现大规模产业化生产，尤其是在设计的过程中，出现多峰值时，手动调节不仅速度慢，而且容易漏掉关键的峰值，而无法找到最优值(即最优的二维尺寸或折射率)。

如何解决在设计人工电磁材料的过程中，由于手动调节而影响设计效率或漏掉关键的峰值的技术问题，是本技术领域继续解决的问题。

发明内容

本发明主要解决在设计人工电磁材料的过程中由于手动调节而影响设计效率或漏掉关键的峰值的技术问题，是提供一种人工合成材料设计方法和系统，能够有效地提高设计效率并找到关键的峰值。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种人工合成材料设计方法，该方法包括：初始化时，在搜索域生成多个第一参数；计算该多个第一参数的适应度值；选择适应度值最大的第一参数；以该适应度值最大的第一参数为中心生成多个第二参数；返回该计算适应度值的步骤，以计算该多个第二参数的适应度值，选择适应度值最大的第二参数作为最优值，判断该最优值是否收敛；在判断到该最优值收敛时，选取该最优值对应的第二参数。

其中，该搜索域生成多个第一参数的步骤包括：将该多个第一参数按大小进行排列，并将该多个第一参数分成n组。该选择适应度值最大的第一参数的步骤包括：从每一组第一参数中选择适应度值最大的第一参数，以作为n个局部最优值。该以该适应度值最大的第一参数为中心生成多个第二参数的步骤包括：以该n个局部最优值为中心分别生成多个第二参数，计算该多个第二参数的适应度值，选择适应度值最大的n个第二参数作为最优值，判断该n个最优值是否收敛，在判断到该最优值收敛时，从该n个第二参数中选取该适应度值最大的最优值对应的第二参数。其中，n为自然数。

其中，该将该多个第一参数分成n组的步骤包括：计算每两个该第一参数的距离，存入距离矩阵D(i，j)，以矩阵D(i，j)的数值代表第i个粒子和第j个粒子之间的距离，将D(i，j)小于预定阈值的多个第一参数分到同一组内，其中，每个第一参数视为二维空间的粒子。

其中，该以该适应度值最大的第一参数为中心生成多个第二参数的步骤包括：以该适应度值最大的第一参数为均值，以预设的方差值生成该多个第二参数。

其中，该选择适应度值最大的第二参数作为最优值，判断该最优值是否收敛的步骤后包括：在判断到该最优值发散时，以该适应度值最大的第二参数为中心生成多个第三参数。

其中，该判断该n个最优值是否收敛的步骤后包括：在判断到该n个最优值发散时，以该n个最优值为中心生成多个第三参数。

其中，该以该n个局部最优值为中心分别生成多个第二参数的步骤包括：以该n个局部最优值为均值，以预设的方差值生成该多个第三参数。

其中，该预设的方差值包括0.01。

为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种人工合成材料设计系统，包括初始化模块、新参数生成模块、适应度计算模块、第一选择模块、判断模块和第二选择模块。其中，该初始化模块用于在搜索域生成多个第一参数；该新参数生成模块用于以该第一参数为中心生成多个第二参数；该适应度计算模块用于计算该多个第一参数和该多个第二参数的适应度值；该第一选择模块用于选择适应度值最大的第二参数以作为最优值；该判断模块用于判断该最优值是否收敛；该第二选择模块用于根据该判断模块判断到该最优值收敛时，选取该最优值对应的第二参数。

其中，该系统还包括距离计算模块，该距离计算模块用于计算每两个该第一参数的距离，并存入距离矩阵D(i，j)，其中，矩阵D(i，j)的数值代表第i个粒子和第j个粒子之间的距离，其中，每个第一参数视为二维空间的粒子。

本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明人工电磁材料设计方法和系统能有效地解决现有技术中由于手动调节而影响设计效率或漏掉关键的峰值的技术问题。本发明可快速有效地进行设计，设计效率高而且不会漏掉关键的峰值，从而快速地得到最优值，有利于实现大规模产业化生产。

附图说明