電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種頻率響應(yīng)特征優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)技術(shù)，具體而言，涉及電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法。該方法主要包括：根據(jù)優(yōu)化頻段和優(yōu)化目標(biāo)產(chǎn)生目標(biāo)函數(shù)，并利用優(yōu)化算法，對優(yōu)化頻點有序序列進(jìn)行一次以上迭代運算，獲得最優(yōu)個體。比較最優(yōu)個體的頻率響應(yīng)曲線與優(yōu)化目標(biāo)，判斷是否存在不滿足優(yōu)化目標(biāo)的頻點，如果不存在，優(yōu)化完成；如果存在，則在優(yōu)化頻段內(nèi)選取n個新的優(yōu)化頻點。判斷n個新的優(yōu)化頻點是否能加入優(yōu)化頻點有序序列，如果不能加入，優(yōu)化失??；如果能加入，將新的優(yōu)化頻點有序地加入優(yōu)化頻點有序序列，則重復(fù)上述步驟。該方法有效的解決了典型優(yōu)化頻點滿足預(yù)定目標(biāo)但整個頻段內(nèi)整體不滿足預(yù)定目標(biāo)的問題。
【專利說明】
電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種頻率響應(yīng)特征優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)技術(shù)，具體而言，涉及電磁功能材料 優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電磁功能材料由于具備某種特定的電磁響應(yīng)特征，廣泛應(yīng)用于各種功能元器件， 在信息技術(shù)、電磁防護(hù)、國防等重點領(lǐng)域發(fā)揮著關(guān)鍵作用，對高新技術(shù)的發(fā)展及新產(chǎn)業(yè)的形 成具有重要的意義。為獲得電磁功能材料更寬頻段、更優(yōu)異的電磁響應(yīng)特征，需要根據(jù)事先 設(shè)定的電磁響應(yīng)技術(shù)指標(biāo)，從材料介質(zhì)選材到立體結(jié)構(gòu)等方面進(jìn)行嚴(yán)格的優(yōu)化設(shè)計。電磁 功能材料優(yōu)化設(shè)計需要針對優(yōu)化算法給出的每一種介質(zhì)組合及其形成的立體結(jié)構(gòu)，建立復(fù) 雜的三維模型，計算其在一系列頻率下的電磁響應(yīng)。為實現(xiàn)某個電磁響應(yīng)技術(shù)指標(biāo)的電磁 功能材料優(yōu)化設(shè)計，需要針對大量不同模型進(jìn)行大規(guī)模電磁場數(shù)值計算。由于最終優(yōu)化目 標(biāo)是針對某個頻段，這就要求優(yōu)化的電磁功能材料在整個頻段內(nèi)均滿足預(yù)定要求。然而，實 際優(yōu)化過程中，計算每個個體目標(biāo)函數(shù)時，不可能針對頻段內(nèi)所有頻點計算其電磁響應(yīng)，只 能在頻段范圍內(nèi)選擇少量典型優(yōu)化頻點，計算個體在該優(yōu)化頻點的電磁響應(yīng)特征，并與預(yù) 定目標(biāo)對比，形成目標(biāo)函數(shù)。
[0003] 現(xiàn)有優(yōu)化方法通常根據(jù)預(yù)定目標(biāo)情況，選取固定的典型優(yōu)化頻點進(jìn)行優(yōu)化。這就 存在一個問題，按照事先選定的典型優(yōu)化頻點進(jìn)行優(yōu)化后，獲得的最優(yōu)電磁功能材料在選 定的典型優(yōu)化頻點均達(dá)到預(yù)定目標(biāo)，但在整個頻段范圍內(nèi)，優(yōu)化獲得的最優(yōu)電磁功能材料 仍不能在整個頻段達(dá)到預(yù)定目標(biāo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法， 以解決現(xiàn)階段電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計過程中只選取固定的典型優(yōu)化頻點，使得無法保證獲 得的最優(yōu)電磁功能材料在整個頻段內(nèi)都能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)的問題。
[0005] 本發(fā)明提供了一種電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，其包括：
[0006] 步驟1:根據(jù)用戶提供的優(yōu)化頻段和優(yōu)化目標(biāo)，選取一個以上初始典型優(yōu)化頻點， 所述一個以上初始典型優(yōu)化頻點形成優(yōu)化頻點有序序列；
[0007] 步驟2:選定優(yōu)化算法；
[0008] 步驟3:定義目標(biāo)函數(shù)，并利用所述優(yōu)化算法，對優(yōu)化頻點有序序列進(jìn)行一次以上 迭代運算，直到所述目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢或達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)時，獲得最優(yōu)個體；
[0009] 步驟4:計算所述最優(yōu)個體在所述優(yōu)化頻段內(nèi)的電磁響應(yīng)特征，以獲得最優(yōu)個體的 頻率響應(yīng)曲線；
[0010] 步驟5:比較最優(yōu)個體的頻率響應(yīng)曲線與所述優(yōu)化目標(biāo)，判斷是否存在不滿足優(yōu)化 目標(biāo)的頻點，如果不存在，優(yōu)化完成;如果存在，進(jìn)行步驟6;
[0011] 步驟6:在優(yōu)化頻段內(nèi)選取η個新的優(yōu)化頻點，η多0;
[0012] 步驟7:判斷η個新的優(yōu)化頻點是否能加入優(yōu)化頻點有序序列，如果不能加入，優(yōu)化 失敗;如果能加入，進(jìn)行步驟8;
[0013] 步驟8:將所述新的優(yōu)化頻點有序地加入優(yōu)化頻點有序序列，返回步驟3。
[0014] 在一些實施例中，優(yōu)選為，所述步驟3中，所述目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢為:連續(xù)經(jīng)過M次 迭代，目標(biāo)函數(shù)下降速度不高于S，所述M和δ均為預(yù)設(shè)值。
[0015] 所述步驟6包括:根據(jù)頻點最小間距規(guī)則，從優(yōu)化頻段內(nèi)選取N個頻點；將N個頻點 按照電磁響應(yīng)曲線與優(yōu)化目標(biāo)的偏差從大到小排列，構(gòu)成偏差序列;選取所述偏差序列中 的前η頻點，視為新的優(yōu)化頻點。所述頻點最小間距規(guī)則為:將新的優(yōu)化頻點加入優(yōu)化頻點 有序序列后，新的優(yōu)化頻點有序序列的相鄰頻點間距大于Af，Af=(f max-f_)/C，fmax、f_ 分別為所述優(yōu)化頻段內(nèi)的最高頻率和最低頻率，C為大于正在優(yōu)化頻點數(shù)的常數(shù)值。
[0016] 所述步驟7包括：當(dāng)n = 0時，判斷步驟3中目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則是否有效； 若有效，則降低目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則，η個新的優(yōu)化頻點能加入優(yōu)化頻點有序序 列，進(jìn)入步驟8;若無效，η個新的優(yōu)化頻點不能加入優(yōu)化頻點有序序列，優(yōu)化失??；當(dāng)η>0 時，直接判定η個新的優(yōu)化頻點能加入優(yōu)化頻點有序序列，進(jìn)入步驟8。
[0017] 所述目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則是否有效的判斷方式為:若Μ〈ΜΜ、δ = 〇,則有 效，否則，無效。所述降低目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則為:增加迭代次數(shù)M的值、降低目標(biāo) 函數(shù)下降速度S的值，M的值不超過預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)M maxJ多〇。
[0018] 所述電磁功能材料為特定頻率范圍內(nèi)具有滿足特定要求的電磁響應(yīng)特征材料，包 括:吸波材料、電磁屏蔽材料、頻率選擇材料或干擾抑制材料。優(yōu)化算法為研究如何在狀態(tài) 空間中尋找全局最優(yōu)點的方法，包括:差分進(jìn)化算法、蟻群算法或遺傳優(yōu)化算法。
[0019] 本發(fā)明實施例提供的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，與現(xiàn)有 技術(shù)相比，根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)(如工作頻段、不同頻段的電磁特性)確定初始優(yōu)化頻點及目標(biāo)函 數(shù)，然后利用選定的優(yōu)化算法，經(jīng)過一定次數(shù)迭代獲得最優(yōu)個體，并計算該個體在優(yōu)化頻段 內(nèi)的電磁響應(yīng)特征。通過比對最優(yōu)個體的頻率響應(yīng)曲線與所述優(yōu)化目標(biāo)，判斷是否滿足優(yōu) 化目標(biāo)，如果滿足優(yōu)化目標(biāo)，則優(yōu)化完成，該方法進(jìn)程截止。如果不滿足優(yōu)化目標(biāo)，則在優(yōu)化 頻段內(nèi)選取η個新的優(yōu)化頻點，并判斷η個新的優(yōu)化頻點是否能加入優(yōu)化頻點有序序列，如 果不能加入，優(yōu)化失敗，該方法進(jìn)程截止。如果能加入，將新的優(yōu)化頻點有序地加入優(yōu)化頻 點有序序列，并重復(fù)以上操作:定義目標(biāo)函數(shù)、迭代運算、獲得最優(yōu)個體以及比較最優(yōu)個體 的頻率響應(yīng)曲線與所述優(yōu)化目標(biāo)等等，本方法周而復(fù)始的進(jìn)行上述操作過程，直至滿足優(yōu) 化目標(biāo)或優(yōu)化失敗，進(jìn)而，能有效避免由于選取的典型優(yōu)化頻點不足而導(dǎo)致出現(xiàn)偽最優(yōu)目 標(biāo)，解決了典型優(yōu)化頻點滿足預(yù)定目標(biāo)但整個頻段內(nèi)整體不滿足預(yù)定目標(biāo)的問題。
【附圖說明】
[0020] 圖1為本發(fā)明一個實施例中電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法步 驟示意圖。
【具體實施方式】
[0021] 為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例 中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是 本發(fā)明的一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人 員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0022] 針對現(xiàn)階段的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計過程中選取固定的典型優(yōu)化頻點，使得無法 保證獲得的最優(yōu)電磁功能材料在整個頻段內(nèi)都能達(dá)到預(yù)定目標(biāo)的問題，本發(fā)明提出了一種 電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法。如圖1所示，其具體包括：
[0023] 步驟1:根據(jù)用戶提供的優(yōu)化頻段和優(yōu)化目標(biāo)，選取一個以上初始典型優(yōu)化頻點， 一個以上初始典型優(yōu)化頻點形成優(yōu)化頻點有序序列;其中，初始典型優(yōu)化頻點，為反映整個 優(yōu)化頻段范圍要求的電磁響應(yīng)特征的頻率點，以及用于反映所述頻率點的優(yōu)化目標(biāo)值； [00 24]步驟2:選定優(yōu)化算法；
[0025] 步驟3:定義目標(biāo)函數(shù)，并利用優(yōu)化算法，對優(yōu)化頻點有序序列進(jìn)行一次以上迭代 運算，直到目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢或達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)時，獲得最優(yōu)個體；
[0026] 步驟4:計算最優(yōu)個體在優(yōu)化頻段內(nèi)的電磁響應(yīng)特征，以獲得最優(yōu)個體的頻率響應(yīng) 曲線；
[0027] 步驟5:比較最優(yōu)個體的頻率響應(yīng)曲線與優(yōu)化目標(biāo)，判斷是否存在不滿足優(yōu)化目標(biāo) 的頻點，如果不存在，優(yōu)化完成;如果存在，進(jìn)行步驟6;
[0028]步驟6:在優(yōu)化頻段內(nèi)選取η個新的優(yōu)化頻點，n>0;
[0029] 步驟7:判斷η個新的優(yōu)化頻點是否能加入優(yōu)化頻點有序序列，如果不能加入，優(yōu)化 失敗;如果能加入，進(jìn)行步驟8;
[0030] 步驟8:將新的優(yōu)化頻點有序地加入優(yōu)化頻點有序序列，返回步驟3。
[0031]步驟2中根據(jù)已有的優(yōu)化算法來選定一種或幾種優(yōu)化算法，其中優(yōu)化算法包括:差 分進(jìn)化算法、蟻群算法或者遺傳優(yōu)化算法，本發(fā)明中的算法不局限于這幾種算法，還可以是 本領(lǐng)域內(nèi)的其他算法。不同優(yōu)化算法可能都能完成某個目標(biāo)的優(yōu)化，但可能不同用戶擁有 一種或幾種優(yōu)化算法的代碼，同時還可根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)和所要進(jìn)行優(yōu)化的電磁功能材料的特 性，來進(jìn)行選定優(yōu)化算法。電磁功能材料為在特定頻率范圍內(nèi)，具有滿足特定要求的電磁響 應(yīng)特征材料，包括:吸波材料、電磁屏蔽材料、頻率選擇材料或干擾抑制材料等等。并且，電 磁功能材料的優(yōu)化目標(biāo)是用戶提供的，即用戶希望被優(yōu)化的材料在什么頻段(優(yōu)化頻段）內(nèi) 具有的電磁響應(yīng)特征(優(yōu)化目標(biāo)），根據(jù)該優(yōu)化目標(biāo)產(chǎn)生目標(biāo)函數(shù)。目標(biāo)函數(shù)是指為達(dá)到用 戶指定的優(yōu)化目標(biāo)設(shè)置的函數(shù)，用來刻畫優(yōu)化的個體表現(xiàn)出來的性能與用戶設(shè)置的優(yōu)化目 標(biāo)性能有多大差別，通常差別越大，算出的目標(biāo)函數(shù)值越大，優(yōu)化的目標(biāo)就是讓目標(biāo)函數(shù)值 最小化。例如：用戶要求優(yōu)化材料IGHz~18GHz吸波效能都在IOdB以上，選擇了 IGHz，8GHz和 18GHz作為優(yōu)化頻點，某個優(yōu)化個體算出在此3個優(yōu)化頻點的吸波效能為2dB，5dB和I IdB，如 果定義目標(biāo)函數(shù)為：
[0032] 12 2 其中，T為定義的目標(biāo)函數(shù)值;Ti為每個優(yōu)化頻率點的目標(biāo)函數(shù)，fi為優(yōu)化的頻點， 如果步驟4-8中優(yōu)化的頻點有所變化，則式（1)定義的目標(biāo)函數(shù)也隨之修正。式(2)表示為： 如果該頻率下吸波效能優(yōu)于設(shè)定的目標(biāo)，τ^〇,否則取(?κω-?Μω) 2,這里R(f〇和辦出） 分別為在頻率點6下個體實際的吸波效能和設(shè)定的目標(biāo)。根據(jù)上面的定義，可以算出這個 個體的目標(biāo)函數(shù)值為:T = (10-2)2+ (10-5) 2+0 = 89。目標(biāo)函數(shù)的選擇會影響優(yōu)化結(jié)果，在本 發(fā)明的方法中，目標(biāo)函數(shù)不是固定不變的，而是會隨著步驟4-8的進(jìn)行在不斷修正調(diào)整，使 得找到滿足優(yōu)化目標(biāo)的最優(yōu)個體。在上述步驟3中，利用選定的優(yōu)化算法，對優(yōu)化頻點有序 序列進(jìn)行一次以上迭代運算，直到目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢或達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)，獲得最優(yōu)個體。該最 優(yōu)個體是指在優(yōu)化頻段內(nèi)具有最佳電磁響應(yīng)特征的優(yōu)化材料模型(材料選材、三維結(jié)構(gòu)特 征等等）。其中，目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢即為:連續(xù)經(jīng)過M次迭代，目標(biāo)函數(shù)下降速度不高于δ，Μ和 S均為預(yù)設(shè)值，該預(yù)設(shè)值可根據(jù)優(yōu)化目標(biāo)確定。
[0035] 上述步驟6包括:根據(jù)頻點最小間距規(guī)則，從優(yōu)化頻段內(nèi)選取N個頻點；將N個頻點 按照電磁響應(yīng)曲線與優(yōu)化目標(biāo)的偏差從大到小排列，構(gòu)成偏差序列;選取偏差序列中的前η 頻點，視為新的優(yōu)化頻點。頻點最小間距規(guī)則為：將新的優(yōu)化頻點加入優(yōu)化頻點有序序列 后，優(yōu)化頻點有序序列的相鄰頻點間距大于Af，Af=(f max-f_)/C，fmax、f_分別為所述優(yōu) 化頻段內(nèi)的最高頻率和最低頻率，C為大于正在優(yōu)化頻點數(shù)的常數(shù)值。由于在對電磁功能材 料優(yōu)化設(shè)計過程中，不可能將優(yōu)化材料模型在優(yōu)化頻段范圍內(nèi)的所有頻率都進(jìn)行觀測與優(yōu) 化，這需要非常長的時間，因此只能選擇特定頻率點，將優(yōu)化材料模型在該頻點進(jìn)行觀測與 優(yōu)化。
[0036] 上述步驟7包括：當(dāng)n = 0時，判斷步驟3中目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則是否有效； 若有效，則降低目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則，將η個新的優(yōu)化頻點加入優(yōu)化頻點有序序 列，進(jìn)入步驟8;若無效，η個新的優(yōu)化頻點不能加入優(yōu)化頻點有序序列，優(yōu)化失??；當(dāng)η>0 時，直接判定η個新的優(yōu)化頻點能加入優(yōu)化頻點有序序列；則η個新的優(yōu)化頻點有序地加入 優(yōu)化頻點有序序列，進(jìn)入步驟8。
[0037] 目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢判斷規(guī)則有效，是指不能無限制降低目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢判斷規(guī) 貝IJ，否則有可能永遠(yuǎn)不能正常退出。判斷規(guī)則有效，是指經(jīng)過多次降低目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢判 斷規(guī)則(Μ = Μ+ΛΜ，δ = δ - Λδ)后，仍滿足M〈Mmax，且δ = 0。目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則有 效，即M〈Mmax且δ = 〇,否則，無效。上述降低目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則的操作，為增加迭 代次數(shù)M的值、降低目標(biāo)函數(shù)下降速度δ的值，M的值不超過預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)M max, 即M=M +ΛΜ且Μ〈Μ_，δ = δ-Λδ且δ> = 〇。為更清楚理解上述判斷規(guī)則方案，給出以下實例:根據(jù)優(yōu) 化目標(biāo)和優(yōu)化頻段，根據(jù)實際情況最初定義M= 10，δ = 〇. I ,Mmax= 100，則認(rèn)為迭代10次目標(biāo) 函數(shù)下降量不超過0.1的情況下認(rèn)為為目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢，此時停止優(yōu)化迭代找出最優(yōu)個 體，檢查這個優(yōu)化個體的整個優(yōu)化頻段內(nèi)吸波效能是否滿足優(yōu)化目標(biāo)，如果不滿足，檢查是 否有需要新加入的優(yōu)化頻點。如果依據(jù)頻點最小間距規(guī)則找不出新加入的優(yōu)化頻點，則降 低目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢判斷規(guī)則，重新定義M = 20，δ = 〇 . 05，以此類推，一直至IjM = 100，δ = 〇， 此時目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢判斷規(guī)則失效，優(yōu)化失敗。
[0038] 對于該自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，提供一個具體實例:優(yōu)化一種吸波材料，利用差 分進(jìn)化算法優(yōu)化一種帶頻率選擇表面的3~10層復(fù)合結(jié)構(gòu)吸波材料，優(yōu)化頻段為IGHz~ 18GHz，優(yōu)化目標(biāo)為在優(yōu)化頻段內(nèi)即IGHz~~18GHz范圍內(nèi)，吸波效能不低于10dB。但優(yōu)化過 程中不可能對IGHz~18GHz范圍內(nèi)所有頻率都進(jìn)行觀測與優(yōu)化，這需要非常長的時間，因此 只能選擇5個初始典型優(yōu)化頻點，如IGHz，6GHz，9GHz，HGHz和18GHz，IGHz，6GHz，9GHz， 14GHz和18GHz形成一個優(yōu)化頻點有序序列，而且初始典型優(yōu)化頻點可均勻分布在優(yōu)化頻 段，優(yōu)化的目的是使得被選擇的這些頻率點的吸波效能均達(dá)到IOdB以上。迭代160次后發(fā)現(xiàn) 所選頻點均滿足優(yōu)化目標(biāo)，但比較最優(yōu)個體的頻率響應(yīng)曲線與優(yōu)化目標(biāo)發(fā)現(xiàn)，雖然這些被 選擇的頻點及其附近頻率的吸波效能達(dá)到IOdB以上，但在1.5GHz~4GHz、7GHz~8.5GHz、 106他~12.56取其頻率響應(yīng)均與預(yù)定目標(biāo)有偏差，8卩在1.56他~46他、76取~8.56他、 IOGHz~12.5GHz頻段內(nèi)沒達(dá)到IOdB以上。例如2.7GHz這個頻點沒被選為典型頻率點，但最 優(yōu)個體的實際計算發(fā)現(xiàn)其吸波效能僅為3dB。根據(jù)頻點最小間距規(guī)則，選出頻點2.7GHz與 7.7GHz插入原來的優(yōu)化頻點有序序列，繼續(xù)優(yōu)化，重新迭代189次所選頻點均滿足目標(biāo)，但 比較最優(yōu)個體的頻率響應(yīng)曲線與優(yōu)化目標(biāo)發(fā)現(xiàn)，在1.2GHz~2.3GHz、3GHz~4.5GHz其頻率 響應(yīng)不滿足優(yōu)化目標(biāo)，插入頻點1.7GHz與3.7GHz繼續(xù)優(yōu)化，重新迭代214次所選頻點均滿足 目標(biāo)，再次比較最優(yōu)個體的頻率響應(yīng)曲線與優(yōu)化目標(biāo)發(fā)現(xiàn)無偏差，優(yōu)化完成。
[0039]以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人 員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、 等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，其特征在于，包括： 步驟1:根據(jù)用戶提供的優(yōu)化頻段和優(yōu)化目標(biāo)，選取一個以上初始典型優(yōu)化頻點，所述 一個以上初始典型優(yōu)化頻點形成優(yōu)化頻點有序序列； 步驟2:選定優(yōu)化算法； 步驟3:定義目標(biāo)函數(shù)，并利用所述優(yōu)化算法，對優(yōu)化頻點有序序列進(jìn)行一次以上迭代 運算，直到所述目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢或達(dá)到優(yōu)化目標(biāo)時，獲得最優(yōu)個體； 步驟4:計算所述最優(yōu)個體在所述優(yōu)化頻段內(nèi)的電磁響應(yīng)特征，以獲得最優(yōu)個體的頻率 響應(yīng)曲線； 步驟5:比較最優(yōu)個體的頻率響應(yīng)曲線與所述優(yōu)化目標(biāo)，判斷是否存在不滿足優(yōu)化目標(biāo) 的頻點，如果不存在，優(yōu)化完成;如果存在，進(jìn)行步驟6; 步驟6:在優(yōu)化頻段內(nèi)選取η個新的優(yōu)化頻點，η多0; 步驟7:判斷η個新的優(yōu)化頻點是否能加入優(yōu)化頻點有序序列，如果不能加入，優(yōu)化失 敗;如果能加入，進(jìn)行步驟8; 步驟8:將所述新的優(yōu)化頻點有序地加入優(yōu)化頻點有序序列，返回步驟3。2. 如權(quán)利要求1所述的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，其特征在 于，所述步驟3中，所述目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢為:連續(xù)經(jīng)過Μ次迭代，目標(biāo)函數(shù)下降速度不高于 δ，所述Μ和δ均為預(yù)設(shè)值。3. 如權(quán)利要求1所述的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，其特征在 于，所述步驟6包括： 根據(jù)頻點最小間距規(guī)則，從優(yōu)化頻段內(nèi)選取Ν個頻點； 將Ν個頻點按照電磁響應(yīng)曲線與優(yōu)化目標(biāo)的偏差從大到小排列，構(gòu)成偏差序列； 選取所述偏差序列中的前η頻點，視為新的優(yōu)化頻點。4. 如權(quán)利要求3所述的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，其特征在 于，所述頻點最小間距規(guī)則為:將新的優(yōu)化頻點加入優(yōu)化頻點有序序列后，新的優(yōu)化頻點有 序序列的相鄰頻點間距大于八1八【=(^^_)/(：，^^_分別為所述優(yōu)化頻段內(nèi)的最 高頻率和最低頻率，C為大于正在優(yōu)化頻點數(shù)的常數(shù)值。5. 如權(quán)利要求1所述的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，其特征在 于，所述步驟7包括： 當(dāng)η = 0時，判斷步驟3中目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則是否有效;若有效，則降低目標(biāo) 函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則，η個新的優(yōu)化頻點加入優(yōu)化頻點有序序列，進(jìn)入步驟8;若無效，η 個新的優(yōu)化頻點不能加入優(yōu)化頻點有序序列，優(yōu)化失??； 當(dāng)η>0時，直接判定η個新的優(yōu)化頻點能加入優(yōu)化頻點有序序列，進(jìn)入步驟8。6. 如權(quán)利要求5所述的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，其特征在 于，所述目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則是否有效的判斷方式為:若Μ〈Μ ΜΧ、δ = 〇,則有效，否 則，無效。7. 如權(quán)利要求5所述的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，其特征在 于，所述降低目標(biāo)函數(shù)收斂緩慢的判斷規(guī)則為:增加迭代次數(shù)Μ的值、降低目標(biāo)函數(shù)下降速 度δ的值，Μ的值不超過預(yù)設(shè)的最大迭代次數(shù)M max，δ多〇。8. 如權(quán)利要求1所述的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法，其特征在 于，所述電磁功能材料為特定頻率范圍內(nèi)具有滿足特定要求的電磁響應(yīng)特征材料，包括:吸 波材料、電磁屏蔽材料、頻率選擇材料或干擾抑制材料。9. 如權(quán)利要求1-8任一項所述的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法， 其特征在于，所述優(yōu)化算法為研究如何在狀態(tài)空間中尋找全局最優(yōu)點的方法，包括:差分進(jìn) 化算法、蟻群算法或遺傳優(yōu)化算法。10. 如權(quán)利要求1-8任一項所述的電磁功能材料優(yōu)化設(shè)計的自適應(yīng)優(yōu)化頻點調(diào)節(jié)方法， 其特征在于，初始典型優(yōu)化頻點，為反映整個優(yōu)化頻段范圍要求的電磁響應(yīng)特征的頻率點， 且用于反映所述頻率點的優(yōu)化目標(biāo)值。
【文檔編號】G06N3/00GK106055824SQ201610412717
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年6月13日
【發(fā)明人】王芬
【申請人】北京唯智佳辰科技發(fā)展有限責(zé)任公司