[发明专利]一种超材料单元结构的参数优化方法及装置

权利要求书

1.一种超材料单元结构的参数优化方法，其特征在于，包括：

A、在预设参数空间内选取均匀分布的随机数，将所述参数空间内的每一个随机数作为一个粒子；

B、计算每个被选取的粒子的适应度值，并根据计算结果，记录全局最好的适应度值及其对应的粒子状态gbest，以及每一个粒子到当前为止的当前最好状态pbest；

C、根据所述gbest和pbest，更新粒子状态；

D、对所述粒子的适应度值排序后，按预设比例选取适应度值高的粒子并更新其索引值；

E、重复上述步骤B-D，至取得具有最好pbest的粒子作为匹配结果。

2.如权利要求1所述的超材料单元结构的参数优化方法，其特征在于，所述步骤A包括：

a1、构造从超材料单元结构的所述参数空间向折射率空间映射的非参数模型F，即n＝F(s)，其中s代表单元结构的参数，n代表折射率；

a2、设定期望的折射率n₀；

a3、在预设参数空间内选取均匀分布的随机数，所述参数空间内的每一个随机数作为一个粒子。

3.如权利要求1所述的超材料单元结构的参数优化方法，其特征在于，所述更新粒子状态的公式为：

V(t+1)＝w*V(t)+c1*rand*(S(t)-pbest)+c2*rand*(S(t)-gbest)+n1

S(t+1)＝S(t)+V(t+1)+n2

其中V代表粒子飞行速度，w代表惯性常数，c1、c2代表学习因子，rand代表[0，1]之间产生均匀分布的随机数，S代表粒子状态，t为当前时刻，t+1为下一时刻，n1、n2是服从均值为0，方差为指定数字的高斯噪声。

4.如权利要求1所述的超材料单元结构的参数优化方法，其特征在于，所述步骤D包括：

d1、对粒子的适应度值进行排序，并按预设比例选取适应度值高的粒子；

d2、记录被选取的粒子的索引值，在每个粒子的索引值上乘一个[0，1]之间均匀分布的随机数；

d3、对d2的计算结果正向取整，代入原索引值，得到粒子的新的索引值。

5.如权利要求1至4中任一项所述的超材料单元结构的参数优化方法，其特征在于，步骤D中所述预设比例为50％。

6.一种超材料单元结构的参数优化装置，其特征在于，包括：

粒子选取模块，用于在预设参数空间内选取均匀分布的随机数，将所述参数空间内的每一个随机数作为一个粒子；

最优状态记录模块，用于计算每个被选取的粒子的适应度值，并根据计算结果，记录全局最好的适应度值及其对应的粒子状态gbest，以及每一个粒子到当前为止的当前最好状态pbest；

粒子状态更新模块，用于根据所述gbest和pbest，更新粒子状态；

索引更新模块，用于对所述粒子的适应度值排序后，按预设比例选取适应度值高的粒子并更新其索引值；

匹配控制模块，用于控制所述最优状态记录模块、粒子状态更新模块、索引更新模块依次循环处理，直至取得具有最好pbest的粒子作为与n₀最匹配的结果。

7.如权利要求6所述的超材料单元结构的参数优化装置，其特征在于，所述粒子选取模块包括：

模型构造单元，用于构造从超材料单元结构的参数空间向折射率空间映射的非参数模型F，即n＝F(s)，其中s代表单元结构的参数，n代表折射率；

折射率预设单元，用于设定期望的折射率n₀；

随机数选取单元，用于在预设参数空间内选取均匀分布的随机数，所述参数空间内的每一个随机数作为一个粒子。

8.如权利要求6所述的超材料单元结构的参数优化装置，其特征在于，所述粒子状态更新模块根据公式：

V(t+1)＝w*V(t)+c1*rand*(S(t)-pbest)+c2*rand*(S(t)-gbest)+n1

S(t+1)＝S(t)+V(t+1)+n2

更新粒子状态；其中V代表粒子飞行速度，w代表惯性常数，c1、c2代表学习因子，rand代表[0，1]之间产生均匀分布的随机数，S代表粒子状态，t为当前时刻，t+1为下一时刻，n1、n2是服从均值为0，方差为指定数字的高斯噪声。