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专利号: 2021101055656
申请人: 云南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-04-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.神经网络辅助化学材料合成的方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,采集化学反应数据,去除无用属性和非数字字段,并进行独热编码;

每条化学反应数据均包含如下属性特征:化学分子名称、化学分子物理化学性质、原子特性、反应条件、反应物摩尔比和反应产物结晶数据;

步骤2,保留相关系数在区间[‑0.9,0.9]内的属性特征,去除相关系数在区间[‑1,‑

0.9)和区间(0.9,1]的冗余数据;

步骤3,对化学反应数据进行特征工程和标准化处理得到初始数据集;

步骤4,使用多种降维算法分别对初始数据集进行降维,采用SVM模型筛选出降维效果最好的算法,并将其降维结果作为数据集;

步骤5,提取数据集中属性特征的局部特征和全局特征,将两者拼接后得到的融合特征作为神经网络的输入;

步骤6,搭建神经网络架构,使用融合特征训练得到化学材料结晶预测模型;

步骤7,将待预测化学反应数据输入化学材料结晶预测模型,对其结晶情况进行预测。

2.根据权利要求1所述的神经网络辅助化学材料合成的方法,其特征在于,所述步骤2中使用公式(1)计算各条化学反应数据中各属性特征的相关系数:其中ρX,Y为属性特征X和属性特征Y的相关系数,cov(X,Y)=E[(X‑μX)(Y‑μY)]为属性特征X和属性特征Y之间的协方差,σX、σY分别为属性特征X、属性特征Y的标准差,μX、μY分别为属性特征X、属性特征Y的均值。

3.根据权利要求1所述的神经网络辅助化学材料合成的方法,其特征在于,所述步骤3中的特征工程包括清洗异常数据、处理缺失值、数据变换、单个特征归一化处理、多特征的降维和选择,数据标准化处理包括数据缩放和无量纲化。

4.根据权利要求1所述的神经网络辅助化学材料合成的方法,其特征在于,所述步骤4的具体过程如下:步骤41,分别使用主成分分析、线性判别分析、随机森林、Adaboost算法和融合的随机森林‑Adaboost算法对初始数据集进行降维处理;

步骤42,将各降维结果输入支持向量机进行结晶度预测,根据结晶度预测的准确率大小筛选出降维效果较好的方法,将其降维结果作为数据集。

5.根据权利要求1所述的神经网络辅助化学材料合成的方法,其特征在于,所述步骤5中使用滑动窗口提取属性特征的局部特征,使用文本卷积神经网络提取属性特征的全局特征,对局部特征和全局特征进行拼接操作得到融合特征。

6.根据权利要求1所述的神经网络辅助化学材料合成的方法,其特征在于,所述步骤6中化学材料结晶预测模型由两组卷积层、池化层、全连接层、dropout层、全连接和激活层组成,卷积层中卷积核的大小为3×3,步长为1,填充方式为same,通道数为融合特征的数量,池化层中池化窗口的大小为2×2。