[发明专利]微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法及系统

权利要求书

1.一种微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法，其特征在于，包括步骤：

S1、初设定微波微流体传感器通道优化区域并将其像素化为大小MxN的矩阵单元；

S2、初始化程序参数值；

S3、根据通道搜索方法构建多条个体微流体通道，以形成种群；

S4、构建模型并进行仿真，根据仿真得到的数据计算个体微流体通道适应度值；

S5、根据适应度值更新在迭代过程中的个体最优通道、群体最优通道以及每个矩阵单元被选择的概率；

S6、判断迭代次数是否达到最大迭代次数；若否，则重复上述步骤S3-S5，若是，则输出优化后的微流体通道数值。

2.根据权利要求1所述的一种微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法，其特征在于，步骤S2中，程序参数值包括个体微流体通道数量、最大迭代次数，每个矩阵单元被选择的初始概率、通道优化区域的矩阵起始单元和矩阵终止单元。

3.根据权利要求2所述的一种微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法，其特征在于，步骤S3中，通道搜索方法具体包括以下步骤：

S3.1.由起始单元开始，选取当前矩阵单元周围八个候选矩阵单元，并删除候选矩阵单元中的不合法矩阵单元；

S3.2.判断删除不合法矩阵单元后是否仍存在候选矩阵单元，若存在，则根据矩阵单元被选择概率值选择其中之一作为通道上的下一个单元，若不存在，则重新回到矩阵起始单元开始搜索通道路径；

S3.3.重复上述候选矩阵单元选取、候选矩阵单元删除与通道下一单元确定步骤，直至到达矩阵终止单元，得到的完整路径将作为个体微流体通道路径。

4.根据权利要求3所述的一种微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法，其特征在于，步骤S3.1中，当矩阵单元超出矩阵范围、矩阵单元已被选、矩阵单元导致通道形成环将被认为不合法矩阵单元进行删除。

5.根据权利要求2所述的一种微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法，其特征在于，步骤S4具体包括：生成不同微流体通道的传感器模型脚本，全波电磁仿真软件读取脚本文件自动构建模型并仿真，得到的仿真数据被用于适应度函数计算适应度值。

6.根据权利要求5所述的一种微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法，其特征在于，步骤S4中，对种群中的个体微流体通道适应度F_cost评价函数的公式如下所示：

F_cost＝1-f_r，loaded/f_r，unloaded

其中，f_r，loaded为装载待测液体时仿真数据中的谐振频率，f_r，unloaded为未装载待测液体时仿真数据中的谐振频率。

7.根据权利要求6所述的一种微波微流体传感器通道数值的联合仿真优化方法，其特征在于，步骤S5中，个体最优通道更新的步骤包括：比较所有个体微流体通道当前适应度值与它们各自迭代过程中的最优适应度值，若当前适应度值更优，将当前适应度值记录为该个体微流体通道最优适应度值，并记录当前个体微流通道；群体最优通道的更新步骤包括：将所有个体微流体通道最优适应度值分别与种群在迭代过程中的群体最优适应度值比较，若存在某一个体微流体通道最优适应度值优于群体最优适应度值，将其记录为群体最优适应度值，并记录该个体微流体通道最优适应度值对应的微流体通道。