(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210926231.X (22)申请日 2022.08.03 (71)申请人 中山大学 地址 510275 广东省广州市新港西路13 5号 (72)发明人 郑少勇　吴泽榕　 (74)专利代理 机构 广州嘉权专利商标事务所有 限公司 4 4205 专利代理师 梁嘉琦 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 3/04847(2022.01) G06F 9/451(2018.01) G06F 8/34(2018.01) G06F 8/38(2018.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 电磁器件的交 互式建模和优化平台、 方法 (57)摘要 本发明公开了一种电磁器件的交互式建模 和优化平台、 方法， 包括视图层、 控制层和模型 层， 可以通过可视化交互界面显示建模算法和优 化算法对应的选项， 获取用户选择的建模算法和 优化算法， 接收用户设定的观察变量和目标， 根 据用户选择的建模算法和优化算法以及设定的 观察变量和目标， 执行参数化建模 过程以及优化 过程， 将参数化建模 过程以及优化过程的执行结 果显示在可视化交互界面中。 本发 明可以向用户 提供可视化交互界面， 用户可以通过可视化交互 界面选择建模和优化过程中所使用的建模算法 和优化算法， 减少重复编程和算法调试工作， 提 高电磁器件的建模和优化效率。 本发 明广泛应用 于电磁器件建模和优化 技术领域。 权利要求书3页 说明书10页 附图9页 CN 115292929 A 2022.11.04 CN 115292929 A 1.一种电磁器件的交互式建模和优化平台， 其特征在于， 所述电磁器件的交互式建模 和优化平台包括： 视图层； 所述视 图层用于显示可视化交互界面， 所述可视化交互界面包括至少一个子 界面； 控制层； 所述控制层用于存储多种电磁器件各自对应的性能曲线和性能指标， 执行交 互式参数设置以及自动检测错误功能， 通过所述可视化交互界面显示所述建模算法和优化 算法对应的选项， 通过所述可视化交互界面获取用户选择 的所述建模算法和优化算法， 接 收用户设定的观察变量和目标， 将参数化建模过程以及 优化过程的执行结果显示在所述可 视化交互界面中， 导入和更新已有数据文件功能； 模型层； 所述模型层用于执行建模算法和优化算法， 根据用户选择的所述建模算法和 优化算法以及设定的观察变量和目标， 执 行参数化建模过程以及优化过程。 2.根据权利要求1所述的电磁器件的交互式建模和优化平台， 其特征在于， 所述至少一 个子界面包括算法设置子界面、 路径设置子界面、 参数设置子界面、 仿真设置子界面、 目标 设置子界面、 调试设置子界面、 自动提取相位子界面、 自动生成表达式子界面、 代理模型子 界面。 3.根据权利要求1所述的电磁器件的交互式建模和优化平台， 其特征在于， 所述执行交 互式参数设置以及自动检测错 误功能， 包括： 通过所述可视化交互界面显示参数设置交互接口， 所述参数设置交互接口用于供多种 运行参数 的交互输入， 所述运行参数包括算法参数、 路径参数、 设计变量参数、 电磁仿真软 件参数、 自定义观察变量和目标参数和调试参数； 对用户通过所述可视化交互界面输入的信 息进行错误检测； 所述错误检测包括字符串 有效性检测、 数据类型检测 和数值范围检测； 对所述视图层、 所述控制层和所述模型层运行 过程中产生的错 误信息进行捕捉。 4.根据权利要求1所述的电磁 器件的交 互式建模和优化平台， 其特 征在于： 所述电磁 器件包括滤波器、 功分器、 双工器、 耦合器、 天线单 元和阵列天线； 所述性能曲线包括S参数曲线、 方向图曲线、 幅值曲线和相位曲线； 所述性能指标包括回波损耗、 插 入损耗、 天线的增益和旁瓣电平。 5.根据权利要求1所述的电磁器件的交互式建模和优化平台， 其特征在于， 所述建模算 法和优化 算法， 包括： 基于不同的回归模型和相关模型构建克里金代理模型， 代理模型的输出为电磁器件的 性能曲线或性能指标； 在所述克里金代理模型上运行专用优化算法或通用优化算法； 所述专用优化算法包括 适用于滤波器、 功分器、 双工器、 耦合器的VF算法， 以及适用于天线单元、 阵列天线的VF算 法、 FFT算法和VF ‑FFT算法， 所述通用优化算法包括适用于所有电磁器件的NSGA ‑II‑I算法、 NSGA‑II‑D算法、 NS DE‑I算法、 NSDE‑D算法、 OCDE ‑I算法、 OCDE ‑D算法； 优化算法包含在所述克里金代理模型上运行的搜索算法， 所述搜索算法包括GA/NS GA‑ II算法、 NSDE算法、 OCDE算法； 优化算法包含设计变量组合的分类和排序算法， 在平台优化程序运行过程中， 允许根 据实际情况切换不同的分类和排序算法。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115292929 A 26.根据权利要求1 ‑5任一项所述的电磁器件的交互式建模和优化平台， 其特征在于， 所 述可视化交互界面可以作为用于显示数值的数值界面、 用于显示仿真曲线的图片界面、 用 于显示优化进度的控制台界面或者 参数化建模界面。 7.根据权利要求6所述的电磁 器件的交 互式建模和优化平台， 其特 征在于： 所述参数化建模过程， 包括： 基于电磁仿真的数据和用户选择的算法， 构建克里金代理模型， 预测用户设定的观察 变量和目标损失函数值， 将所述观察变量和所述目标损失函数值显示在代理模型子界面的 可视化交互界面中； 其中， 所述观察变量与所述性能曲线对应， 所述目标损失函数值与所述 性能指标对应； 更新设计 变量的参数化建模界面， 实时更新设计 变量对应的代理模型的输出； 所述优化过程， 包括： 在用户完成平台参数设置的基础上， 执行所述循环处理过程， 每个循环处理过程产生 一代数据文件； 所述循环处 理过程， 包括： 当执行的循环 处理过程为第 一轮循环 处理过程， 根据用户选择的算法生成初始化设计 变量组合； 当执行 的循环处理过程不是第一轮循环处理过程， 根据已有的仿真结果以及用 户选择的算法， 自动执行所述参数化建模过程， 并由用户选择的搜索算法在代理模型上围 绕搜索中心进行搜索， 生成当代的设计 变量组合； 自动生成相关 设置的vbs文件并调用电磁仿真软件HFS S进行仿真； 待仿真结束后， 自动读取仿真结果， 获取用户设定的观察变量的数值； 自动计算用户设定的目标的损失函数值； 自动对设计 变量组合进行分类和排序； 自动更新平台的可视化交 互界面； 当满足循环结束条件， 结束全部所述循环处 理过程的执 行。 8.根据权利要求7所述的电磁器件的交互式建模和优化平台， 其特征在于， 所述循环结 束条件， 包括： 最后一轮 循环处理过程的优化结果满足用户设定的目标； 或者 所述循环处 理过程的累计 轮数达到用户设定的总代数。 9.根据权利要求1 ‑5任一项所述的电磁器件的交互式建模和优化平台， 其特征在于， 所 述导入和更新已有数据文件功能， 包括： 导入不同工程的全局数据文件； 导入任意工程中任意 一轮所述循环处 理过程的数据文件； 基于以导入的数据文件， 结合平台提供的调试设置功能， 实现数据文件的更新； 基于任意工程中任意 一轮所述循环处 理过程的优化结果继续 运行。 10.一种电磁器件的交互式建模和优化方法， 其特征在于， 所述电磁器件的交互式建模 和优化方法包括： 显示可视化交 互界面， 所述可视化交 互界面包括至少一个子界面； 存储多种电磁 器件各自对应的性能曲线和性能指标；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115292929 A 3