一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法技术

本发明专利技术涉及一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法，包括以下步骤：(a)获取第一发光粉，并对第一发光粉进行编码从而构建第一和声记忆库，同时测定得到每个第一发光粉的第一量子产率，第一和声记忆库由若干第一和声构成；(b)根据第一和声记忆库设定初始参数，初始参数包括：第一和声记忆库取值概率、第一和声记忆库大小、音调微调概率；(c)构建metropolis接受准则，根据第一和声记忆库、第一量子产率、初始参数以及metropolis接受准则得到第二和声记忆库，第二和声记忆库由若干第二和声构成；(d)对第二和声记忆库进行筛选，得到符合目标的第二发光粉。本发明专利技术的这种方法，有利于对获取高量子产率发光粉的指导。

【技术实现步骤摘要】
一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法
本专利技术属于组合化学领域，具体涉及一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法。
技术介绍
稀土发光材料合成的主要任务之一，是合成具有高量子产率的稀土发光材料。目前稀土发光材料的合成多基于随机尝试，由于缺乏有效的明确指导，寻找高量子产率发光粉的过程盲目性高。文献“ComputationalEvolutionaryOptimizationofRedPhosphorforUseinTricolorWhiteLEDs”(《CHEMISTRYOFMATERIALS》卷:18期:7页：1768-1772DOI:10.1021/cm052179o)中采用遗传算法对红光稀土发光粉进行优化，该方法实现的具体步骤是，(1)针对发光粉各元素配比进行十进制编码，编码后产生的数据(遗传算法中称为染色体)作为遗传算法直接处理对象；(2)测量发光粉发光强度，作为对应染色体的适应度；(3)通过选择、交叉、突变等算子，对染色体进行操作，生成新的染色体群，并对染色体进行解码；(4)依照解码后的染色体群编码合成新发光粉；(5)循环上述过程，直到找到适应度足够高的发光粉。该文献说明启发式算法对于稀土发光粉合成存在指导意义，具体讨论了遗传算法对红光稀土发光粉合成的指导意义。文献“Global-bestharmonysearch”(《APPLIEDMATHEMATICSANDCOMPUTATION》卷:198期:2页:643-656DOI:10.1016/j.amc.2007.09.004)中提出的全局和声搜索算法。和声搜索算法作为一种群智能优化算法，其专利技术灵感来源于音乐创作。作为近年来较为热门的启发式算法，在有关问题应用上，其性能甚至超过遗传算法、模拟退火算法，但是和声搜索算法由于其理论基础薄弱，造成参数取值没有标准，只能依靠经验去取，因此在使用过程中也造成了很多不便。目前稀土发光粉合成指导方法过于单一，多使用遗传算法作为合成的指导方法。另外，作为启发式算法中的一种，遗传算法存在局部搜索能力较差，容易陷入过早收敛等缺陷。与遗传算法相比，模拟退火算法作为另一种启发式算法，其局部搜索能力相对高，不容易陷入过早收敛。但目前基于模拟退火算法指导稀土发光粉合成的方案或路线还没有被报道过，且在尝试使用模拟退火算法指导稀土发光粉合成的过程中，并没有取得预期的结果。
技术实现思路
为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法，本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：本专利技术实施例提供了一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法，包括以下步骤：(a)获取第一发光粉，并对所述第一发光粉进行编码，构建第一和声记忆库，同时测定得到所述第一发光粉各自的第一量子产率，所述第一和声记忆库由若干第一和声构成；(b)根据所述第一和声记忆库设定初始参数，所述初始参数包括：第一和声记忆库取值概率、第一和声记忆库大小、音调微调概率；(c)构建metropolis接受准则，根据所述第一和声记忆库、所述第一量子产率、所述初始参数以及所述metropolis接受准则得到第二和声记忆库，所述第二和声记忆库由若干第二和声构成；(d)根据所述第二和声记忆库得到第二量子产率，并进行筛选，从而得到符合目标的第二发光粉。在本专利技术的一个实施例中，步骤(d)之后还包括：更新所述metropolis接受准则，将所述第二和声记忆库赋值给所述第一和声记忆库，将所述第二量子产率赋值给所述第一量子产率，重复步骤(c)～(d)，直到得到符合目标的所述第二发光粉。在本专利技术的一个实施例中，步骤(c)包括：(c1)随机获取一个第一和声；(c2)获取第一和声的任一维度值，并随机获取三个正数r0、r1、r2，判断r1与第一和声记忆库取值概率的大小，若r1大于第一和声记忆库取值概率，则令任一维度值等于r0；若r1等于或小于第一和声记忆库取值概率且r2大于等于音调微调概率，则令任一维度值不变；若r1小于等于第一和声记忆库取值概率且r2小于音调微调概率，则令任一维度值等于第一量子产率最高的第一发光粉的任意一个维度值，从而得到第三和声的一个维度值。(c3)重复执行步骤(c2)，直到得到所述第三和声的每一个维度值，从而形成第三和声；(c4)对所述第三和声进行归一化，得到一个第三发光粉；(c5)构建metropolis接受准则对所述第一和声记忆库和所述第三发光粉进行处理，得到一个所述第二和声；(c6)对其余的所述第一和声均重复步骤(c2)～(c5)，从而得到所述第二和声记忆库。在本专利技术的一个实施例中，r0、r1、r2均为小于1的正数。在本专利技术的一个实施例中，步骤(c5)包括：(c51)构建所述metropolis接受准则，并测定得到所述第三发光粉的第三量子产率；(c52)根据所述第一量子产率、所述第三量子产率、所述第一和声以及所述metropolis接受准则得到一个所述第二和声。在本专利技术的一个实施例中，所述metropolis接受准则公式为：其中，P为概率值，dE为和声降温后的能量增加值，T为初始温度，δ为降温系数，k为步骤(c)～(d)的实验次数。在本专利技术的一个实施例中，所述降温系数的取值范围为0～1。在本专利技术的一个实施例中，所述第一和声记忆库取值概率的取值范围为0～1。在本专利技术的一个实施例中，所述音调微调概率的取值范围为0～1。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1.本专利技术基于模拟退火算法，算法局部搜索能力相对更高，且不容易陷入局部最优，更有利对高量子产率发光粉的指导；2.本专利技术中算法涉及到的参数更多，对于多个参数的调整及配合自由度更高，可以更有针对性的对不同的稀土发光粉合成发挥效果。附图说明图1为本专利技术实施例提供的一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的一种模拟退火算法的化学合成指导方法的实验结果图；图3为本专利技术实施例提供的另一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法的流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。实施例一请参见图1，图1为本专利技术实施例提供的一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法的流程示意图。本专利技术针对遗传算法存在的不足以及稀土发光粉合成的指导方法过于单一的问题，提出一种基于模拟退火算法的发光粉合成的指导方法，本专利技术的基本思路仍然基于模拟退火算法。一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法，包括以下步骤：步骤1：获取第一发光粉，并对第一发光粉进行编码从而构建第一和声记忆库，同时测定得到每个第一发光粉的第一量子产率，第一和声记忆库由若干第一和声构成。需要说明的是，本申请中出现的和声，即为和声搜索算法中，对发光粉编码的另一种定义。在一个具体实施例中，对初始的20个第一发光粉中的各具体元素含量进行测定，以每种相关元素占比的小数形式作为发光粉的编码，构建第一和声记忆库HM，同时测定每个第一发光粉的相对发光强度，计算得到第一量子产率。具体地，针对第一发光粉的各元素配比进行十进制编码，编码后产生的数据即为第一和声记忆库HM的数据，将次数据作为本申请算法的直接处理对象。在本申请中，第一发光粉的相对发光强度有不同的测定方法，常用的是通过稳态荧光光谱仪直接测试得到第一发光粉的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)获取第一发光粉，并对所述第一发光粉进行编码从而构建第一和声记忆库，同时测定得到每个所述第一发光粉的第一量子产率，所述第一和声记忆库由若干第一和声构成；(b)根据所述第一和声记忆库设定初始参数，所述初始参数包括：第一和声记忆库取值概率、第一和声记忆库大小、音调微调概率；(c)构建metropolis接受准则，根据所述第一和声记忆库、所述第一量子产率、所述初始参数以及所述metropolis接受准则得到第二和声记忆库，所述第二和声记忆库由若干第二和声构成；(d)根据所述第二和声记忆库得到第二量子产率，并进行筛选，从而得到符合目标的第二发光粉。

【技术特征摘要】
1.一种基于模拟退火算法的化学合成指导方法，其特征在于，包括以下步骤：(a)获取第一发光粉，并对所述第一发光粉进行编码从而构建第一和声记忆库，同时测定得到每个所述第一发光粉的第一量子产率，所述第一和声记忆库由若干第一和声构成；(b)根据所述第一和声记忆库设定初始参数，所述初始参数包括：第一和声记忆库取值概率、第一和声记忆库大小、音调微调概率；(c)构建metropolis接受准则，根据所述第一和声记忆库、所述第一量子产率、所述初始参数以及所述metropolis接受准则得到第二和声记忆库，所述第二和声记忆库由若干第二和声构成；(d)根据所述第二和声记忆库得到第二量子产率，并进行筛选，从而得到符合目标的第二发光粉。2.根据权利要求1所述的基于模拟退火算法的化学合成指导方法，其特征在于，步骤(d)之后还包括：更新所述metropolis接受准则，将所述第二和声记忆库赋值给所述第一和声记忆库，将所述第二量子产率赋值给所述第一量子产率，重复步骤(c)～(d)，直到得到符合目标的所述第二发光粉。3.根据权利要求1所述的基于模拟退火算法的化学合成指导方法，其特征在于，步骤(c)包括：(c1)随机获取一个第一和声；(c2)获取所述第一和声的任一维度值，并随机获取三个正数r0、r1、r2，判断r1与所述第一和声记忆库取值概率的大小，若r1大于所述第一和声记忆库取值概率，则令所述任一维度值等于r0；若r1等于或小于所述第一和声记忆库取值概率且r2大于等于所述音调微调概率，则令所述任一维度值不变；若r1小于等于所述第一和声记忆库取值概率且r2小于所述音调微调概率，则令所述任一维...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕锐婵，肖历杨，杨凡，冯淼，王燕兴，田捷，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61