【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及多學科建模，尤其涉及一種多學科優化模型構建系統及方法。
技術介紹
1、現代飛行器設計過程中往往涉及眾多學科，包括總體、氣動、動力、結構、控制等專業學科以及眾多細分的二級學科等等。在設計過程中各個專業相互制約，相互聯系，系統耦合度較高，一般需要開展大量方案迭代才能得到最優方案，在工程應用中一般通過多學科優化的方式以獲取系統最優解。當前眾多的多學科優化工業軟件中不乏圖形化，節點化操作的多學科優化軟件，其基本的步驟包括：
2、(1)確定各學科執行順序；
3、(2)基于二次開發方法構建參數化多學科聯合仿真流程并自動提取分析結果；
4、(3)確定優化變量、優化目標、優化約束和優化算法；
5、(4)啟動優化分析。
6、其中，由于第(2)步構建參數化多學科聯合仿真流程的二次開發方法往往需要較強的二次開發功底、以及參數化建模能力，工作量巨大，同時采用傳統的代碼編程的方式構建多學科優化模型也面臨代碼構建難度大，學習門檻較高等問題，這對多學科優化技術在實際產品設計(如發動機設計、燃燒室殼體設計等)中的落地實施帶來極大的困難，不利于多學科優化技術的快速推廣與應用。
技術實現思路
1、本專利技術的目的在于克服現有技術的問題，提供一種多學科優化模型構建系統及方法。
2、本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的：一種多學科優化模型構建系統，系統具體包括模板庫、模型構建模塊、以及模型解析與求解模塊；
3、模板庫包
4、模型構建模塊包括優化圖形工具箱、畫布、連接器、優化模型視圖；優化圖形工具箱中包括優化算法圖形、起點與終點圖形、優化參數設置圖形、優化目標求解圖形，通過連接器將至少一優化算法圖形、至少一起點與終點圖形、至少一優化參數設置圖形、至少一優化目標求解圖形進行互聯，進而形成圖形化多學科優化模型的完整優化循環；畫布用于編輯和展示構建的圖形化多學科優化模型；優化模型視圖用于對畫布中搭建的圖形化多學科優化模型進行可視化展示；
5、模型解析與求解模塊用于將搭建的圖形化多學科優化模型解析為可執行的多學科優化程序并執行。
6、在一示例中，所述系統還包括元模型，用于驅動三方軟件對產品進行參數化設計與分析，以及實現元模型間的數據交互與管理；通過對元模型進行基礎設置進而完成對模板庫中模板的構建，基礎設置包括對參數化設計模板、分析模板、設計參數進行設置。
7、在一示例中，所述系統還包括設計向導，用于獲取基于元模型構建的模板并顯示；通過將設計向導中模板映射至畫布，從而實現設計分析流程的優化目標求解圖形的創建和初始化設置。
8、在一示例中，所述形成圖形化多學科優化模型的完整優化循環包括：
9、將起點、終點、優化目標求解圖形之間通過連接器中有向線連接，并從起點指向第一個執行的優化目標求解圖形，并按照執行順序依次指向下一個需要執行的優化目標求解圖形，并以終點為結尾，從而形成一個完整的可執行流程；
10、通過連接器中無向線將優化算法圖形和優化參數設置圖形連接，通過無向線將待優化區域起始優化目標求解圖形、終止優化目標求解圖形分別與優化算法圖形、參數設置圖形連接，從而形成完整優化循環。
11、在一示例中，所述形成完整優化循環后還包括：
12、在完整優化循環中待優化區域內繼續選擇局部優化區域繼續構建局部優化循環，從而實現優化嵌套。
13、在一示例中，所述優化目標求解圖形具有圖形嵌套功能，包括：
14、在一個優化目標求解圖形中嵌套至少一個優化目標求解圖形，并且多個優化目標求解圖形之間按照執行循序通過連接器中有向線連接，或者通過形成所述優化循環進而嵌套至局部優化循環。
15、在一示例中，所述優化目標求解圖形用于對求解流程進行設置，包括流程執行指令腳本設置、結果提取設置、目標值計算、約束設置；
16、流程執行指令腳本中包含待優化參數，通過標簽加參數名的方式實現流程執行指令腳本中關聯參數的綁定；
17、結果提取設置中需要設置的內容包括結果參數、結果提取指令腳本，結果參數用于實現參數數量設置，結果提取指令腳本將獲取的計算結果記錄至設置的結果參數中，結果提取指令腳本與結果參數通過標簽加參數名的方式綁定；
18、約束設置用于設置優化約束，被約束參數與結果參數之間通過標簽加指定字符串方式綁定；
19、目標值計算設置用于設置單個計算目標或多個計算目標，通過對目標值解析并通過結果參數值運算得到目標值，結果參數與指令腳本通過標簽加參數名的方式綁定。
20、需要進一步說明的是，上述系統各示例對應的技術特征可以相互組合或替換構成新的技術方案。
21、本專利技術還包括一種多學科優化模型構建方法，與上述任一示例或者多個示例組合形成的系統具有相同專利技術構思，包括以下步驟：
22、開發參數化設計模板和/或參數化分析模板，進而構建產品的多學科優化模型；
23、新建優化項目，并從優化圖形工具箱中選擇至少一個優化算法圖形、起點與終點圖形、與優化算法圖形數量相等的優化參數設置圖形；
24、從優化圖形工具箱中選擇至少一個優化目標求解圖形，完成至少一個相應的優化目標求解圖形的創建與初始化，重復本步驟，直至完成所有優化目標求解圖形的創建；
25、通過連接器將至少一優化算法圖形、至少一起點與終點圖形、至少一優化參數設置圖形、至少一優化目標求解圖形進行互聯，進而形成圖形化多學科優化模型的完整優化循環；
26、解析圖形化多學科優化模型得到可執行的多學科優化程序并執行，并實時查看分析結果。
27、在一示例中，所述方法還包括：
28、在完整優化循環中待優化區域內繼續選擇局部優化區域繼續構建局部優化循環從而實現優化嵌套。
29、在一示例中，所述完成至少一個相應的優化目標求解圖形的創建與初始化還包括：
30、從設計向導中選擇相應模板并映射至畫布，從而完成至少一個相應的優化目標求解圖形的創建與初始化。
31、需要進一步說明的是，上述方法各示例對應的技術特征可以相互組合或替換構成新的技術方案。
32、與現有技術相比，本專利技術有益效果是：
33、1.在一示例中，在已經集成各學科參數化設計模型和參數化分析模型基礎上，通過選擇對應參數化設計模板和參數化分析模板，實現多學科優化模型的快速構建，大大降低了參數化模型二次開發難度，無需進行相關學科參數化設計與分析模板的構建，從而將模型構建重點放在優化參數選取、優化目標優化約束確定、優化算法選擇層面，從而降低多學科優化的應用門檻，構建難度低，使得設計人員更容易掌握和使用，并且大大降低了模型構建工作量，極大地提高了模型的復用率，推導了產品設計的落地，利于多學科優化技術的快速本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：其包括模板庫、模型構建模塊、以及模型解析與求解模塊；
2.根據權利要求1所述的一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：所述系統還包括元模型，用于驅動三方軟件對產品進行參數化設計與分析，以及實現元模型間的數據交互與管理；通過對元模型進行基礎設置進而完成對模板庫中模板的構建，基礎設置包括對參數化設計模板、分析模板、設計參數進行設置。
3.根據權利要求2所述的一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：所述系統還包括設計向導，用于獲取基于元模型構建的模板并顯示；通過將設計向導中模板映射至畫布，從而實現設計分析流程的優化目標求解圖形的創建和初始化設置。
4.根據權利要求1所述的一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：所述形成圖形化多學科優化模型的完整優化循環包括：
5.根據權利要求4所述的一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：所述形成完整優化循環后還包括：
6.根據權利要求5所述的一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：所述優化目標求解圖形具有圖形嵌套功能，包括：
7.根據權
8.一種多學科優化模型構建方法，其特征在于：基于權利要求1-7任一項所述系統進行實施，包括以下步驟：
9.根據權利要求8所述的一種多學科優化模型構建方法，其特征在于：所述方法還包括：
10.根據權利要求8所述的一種多學科優化模型構建方法，其特征在于：所述完成至少一個相應的優化目標求解圖形的創建與初始化還包括：
...【技術特征摘要】
1.一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：其包括模板庫、模型構建模塊、以及模型解析與求解模塊；
2.根據權利要求1所述的一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：所述系統還包括元模型，用于驅動三方軟件對產品進行參數化設計與分析，以及實現元模型間的數據交互與管理；通過對元模型進行基礎設置進而完成對模板庫中模板的構建，基礎設置包括對參數化設計模板、分析模板、設計參數進行設置。
3.根據權利要求2所述的一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：所述系統還包括設計向導，用于獲取基于元模型構建的模板并顯示；通過將設計向導中模板映射至畫布，從而實現設計分析流程的優化目標求解圖形的創建和初始化設置。
4.根據權利要求1所述的一種多學科優化模型構建系統，其特征在于：所述形成圖形化多學科優化模型的完整優化循環包括：
【專利技術屬性】
技術研發人員：甘娥忠，倪銘，康健，王翔，林冬，陳浪，周敏超，唐捃博，耿發貴，徐望，
申請(專利權)人：四川航天系統工程研究所，
類型：發明
國別省市：
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