[发明专利]一种进行参数自动配置的微波教学系统及其工作方法

权利要求书

1.一种进行参数自动配置的微波教学系统，其特征是，包括：

器件选择模块，其被配置为：根据用户的选择指令，从仪器元件数据库中调取相应的仪器元件，调取出来的仪器元件与配置文件存储在缓存数据库中；

判断缓存数据库中调取的仪器元件名称是否与预设仪器元件列表中的仪器元件名称一致，如果一致则进入链路连接模块；否则提示用户漏选或者错选，建议用户重新按照预设仪器元件列表对仪器元件进行选择；

链路连接模块，其被配置为：根据已经选择的器件类型，对各个器件的连接顺序或可用端口做出提示，并等待用户输入的连接配置指令，将已调取的仪器元件的端口进行连接，形成链路；判断是否存在未被连接的仪器元件或端口，如果存在，就继续进行链路连接；如果不存在，则进入连接关系判断模块；

连接关系判断模块，其被配置为：判断已连接的仪器元件端口与其他仪器元件端口之间的连接关系，是否与预设的仪器元件端口连接关系数据表不一致，如果不一致，就返回链路连接模块；如果一致，则进入参数优化模块；参数优化模块，其被配置为：仪器元件端口全部连接完毕且连接正确的情况下，读取每个仪器元件设备的默认参数与未配置参数；将未配置参数与默认参数作为待配置参数，输入到改进的遗传算法中进行优化，得到优化后的待配置参数，将优化后的待配置参数作为最终配置参数配置到相应的链路上；完成参数配置；

其中，改进的遗传算法通过计算每一代种群的香农熵，得出当前最优化问题的不确定性程度，利用该香农熵值调整交叉概率与变异概率，使遗传算法在参数寻优时有充分的几率跳出局部极值点；

链路运行模块，其被配置为：开启程控指令，各个仪器元件在配置好的参数下进行启动并运行，并记录运行时数据；

结果展示模块，将运行后的数据或结果，以图表的方式进行展示或输出，从而完成微波教学系统的教学实验。

2.如权利要求1所述的系统，其特征是，所述将未配置参数与默认参数作为待配置参数，输入到改进的遗传算法中进行优化，得到优化后的待配置参数具体步骤包括：

S401：确定微波教学系统中待优化的问题：获取未配置参数与默认参数；

S402：设定编码方式、种群数目N和最大迭代数目GEN初始参数；

S403：随机产生N个初始串结构的数据，每个串结构数据称为一个个体D_i，i∈{1，2，…，N}，串结构数据的长度为基因的数目n，个体组成初始种群G_I，I＝0；

S404：根据遗传算法的适应度函数Fitness对个体适应环境的能力进行评估f_i＝Fitness(D_i)；

S405：判断当前种群的已迭代数目I是否满足I＜GEN，如果满足则遗传算法终止并输出优化后的配置参数；否则进入S406；

S406：将比例选择方法应用于种群G_I，即G_I中各个个体D_i被选中的概率与其适应度f_i成正比；被选中的个体形成新的种群G′_I+1，未被选中的个体则被淘汰；

S407：根据香农熵的计算公式计算当前种群G′_I+1各个基因位点的熵值；最后计算出种群G′_I+1的总熵值；

S408：种群G′_I+1根据总熵值实时调整交叉概率P_c和变异概率P_m，最终形成新一代种群G_I+1；

S409：令I＝I+1，新一代的种群重新开始执行S405。