【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于仿真驗(yàn)證，具體涉及一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法。
技術(shù)介紹
1、建模和仿真已經(jīng)成為工程領(lǐng)域的一種重要研究方法，在預(yù)測(cè)系統(tǒng)性能、評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及進(jìn)行決策支持中發(fā)揮著重要作用。然而，由于現(xiàn)實(shí)世界中的各種不確定因素，實(shí)裝仿真模型的輸出結(jié)果與實(shí)際裝備的輸出結(jié)果往往存在偏差，導(dǎo)致預(yù)測(cè)系統(tǒng)性能、評(píng)估系統(tǒng)設(shè)計(jì)以及進(jìn)行決策支持時(shí)出現(xiàn)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。相關(guān)技術(shù)中，對(duì)模型的驗(yàn)證時(shí)，一般采用概率盒的方法對(duì)模型的總不確定度進(jìn)行量化，分析透明度低，也無法把握仿真模型關(guān)鍵部件的分析。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、有鑒于此，本專利技術(shù)的目的在于提供一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法及裝置，以滿足提高分析透明度的需求。
2、為達(dá)到上述目的，本專利技術(shù)提供如下技術(shù)方案：
3、根據(jù)第一方面，本專利技術(shù)提供一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，包括：獲取待驗(yàn)證的實(shí)裝仿真模型；將實(shí)裝仿真模型劃分為單機(jī)級(jí)模塊以及分系統(tǒng)級(jí)模塊，分系統(tǒng)級(jí)模塊由多個(gè)單機(jī)級(jí)模塊組建而成；對(duì)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊進(jìn)行不確定性度量，得到各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度；根據(jù)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度，得到各個(gè)對(duì)應(yīng)分系統(tǒng)級(jí)模塊的不確定度；根據(jù)各個(gè)分系統(tǒng)級(jí)模塊的不確定度，確定實(shí)裝仿真模型的不確定度；當(dāng)實(shí)裝仿真模型的不確定度未超出預(yù)設(shè)范圍，則驗(yàn)證通過。
4、可選地，實(shí)裝仿真模型的構(gòu)建過程包括：采集實(shí)裝數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)，實(shí)裝數(shù)據(jù)用于表征仿真模型構(gòu)建的結(jié)構(gòu)參數(shù)；對(duì)實(shí)裝數(shù)據(jù)和傳感器數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，包括數(shù)據(jù)
5、可選地，對(duì)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊進(jìn)行不確定性度量，得到各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度，包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的不確定性因素清單，確定單機(jī)級(jí)模塊的不確定因素；根據(jù)各個(gè)不確定因素的不確定度計(jì)算規(guī)則，計(jì)算各個(gè)不確定因素的不確定度；將各個(gè)不確定因素的不確定性進(jìn)行平方和的平方根計(jì)算，得到單機(jī)級(jí)模塊的不確定度。
6、可選地，根據(jù)各個(gè)不確定因素的不確定度計(jì)算規(guī)則，計(jì)算各個(gè)不確定因素的不確定度，包括：當(dāng)不確定因素為隨機(jī)不確定因素，則根據(jù)對(duì)產(chǎn)生隨機(jī)不確定因素的目標(biāo)物理量進(jìn)行多次重復(fù)測(cè)量，得到多次測(cè)量值；根據(jù)多次測(cè)量值確定平均值，根據(jù)單次測(cè)量值與平均值，確定單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差；通過查表得到修正因子，根據(jù)修正因子與單次測(cè)量的標(biāo)準(zhǔn)差確定隨機(jī)不確定因素的不確定度；當(dāng)不確定因素為固定不確定因素，則獲取產(chǎn)生固定不確定因素的制造商技術(shù)規(guī)格文件或者先驗(yàn)知識(shí)，確定固定不確定因素的不確定度。
7、可選地，根據(jù)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度，得到各個(gè)對(duì)應(yīng)分系統(tǒng)級(jí)模塊的不確定度，包括：根據(jù)分系統(tǒng)級(jí)模塊中各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的連接關(guān)系，確定各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊之間的接口以及各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊之間不確定度傳播規(guī)則；根據(jù)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊之間的不確定度傳播規(guī)則，確定單機(jī)級(jí)模塊對(duì)分系統(tǒng)級(jí)模塊產(chǎn)生的不確定度；確定各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊之間的接口特性，根據(jù)接口特性，確定接口的不確定度；根據(jù)單機(jī)級(jí)模塊對(duì)分系統(tǒng)級(jí)模塊的產(chǎn)生不確定度以及接口的不確定度，確定各個(gè)對(duì)應(yīng)分系統(tǒng)級(jí)模塊的不確定度。
8、可選地，一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，還包括：基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)集，對(duì)實(shí)裝仿真模型進(jìn)行迭代訓(xùn)練；通過損失函數(shù)或度量指標(biāo)進(jìn)行模型精度校驗(yàn)，得到高置信度模型參數(shù)；通過準(zhǔn)確率、精確率、召回率對(duì)具備高置信度模型參數(shù)的實(shí)裝仿真模型精度進(jìn)行驗(yàn)證，得到目標(biāo)置信度下預(yù)測(cè)結(jié)果的置信區(qū)間，目標(biāo)置信度根據(jù)不確定度預(yù)設(shè)范圍確定。
9、可選地，一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，還包括：根據(jù)預(yù)設(shè)的不確定性因素清單以及對(duì)應(yīng)因素的不確定性取值范圍和分布類型，生成各個(gè)表征不確定性因素的隨機(jī)數(shù)值，作為仿真模型參數(shù)；根據(jù)各個(gè)仿真模型參數(shù)調(diào)整實(shí)裝仿真模型，并輸入目標(biāo)數(shù)據(jù)，運(yùn)行實(shí)裝仿真模型，得到第一實(shí)裝仿真模型輸出；統(tǒng)計(jì)分析第一實(shí)裝仿真模型輸出，采用方差分解方法量化各個(gè)不確定性因素對(duì)輸出方差的貢獻(xiàn)度；根據(jù)貢獻(xiàn)度的大小，確定各個(gè)不確定因素對(duì)實(shí)裝仿真模型的影響程度；根據(jù)影響程度由大至小排序，選取目標(biāo)數(shù)量的不確定性因素；對(duì)目標(biāo)數(shù)量的不確定性因素，在對(duì)應(yīng)的不確定性取值范圍和分布類型中生成表征對(duì)應(yīng)不確定性因素的隨機(jī)值，組成多個(gè)由多種不確定因素隨機(jī)值組合而成的集合；根據(jù)多個(gè)由多種不確定因素隨機(jī)值組合而成的集合分別調(diào)整實(shí)裝仿真模型，并分別輸入目標(biāo)數(shù)據(jù)，運(yùn)行對(duì)應(yīng)實(shí)裝仿真模型，得到多組第二實(shí)裝仿真模型輸出；獲取將目標(biāo)數(shù)據(jù)輸入至實(shí)裝的輸出；將目標(biāo)數(shù)據(jù)輸入至實(shí)裝時(shí)的輸出和多組第二實(shí)裝仿真模型輸出進(jìn)行比較，得到最優(yōu)不確定因素隨機(jī)值組合，將最優(yōu)不確定因素隨機(jī)值組合作為實(shí)裝仿真模型對(duì)應(yīng)的不確定性因素參數(shù)。
10、根據(jù)第二方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證裝置，包括：模型獲取模塊，用于獲取待驗(yàn)證的實(shí)裝仿真模型；模型劃分模塊，用于將實(shí)裝仿真模型劃分為單機(jī)級(jí)模塊以及分系統(tǒng)級(jí)模塊，分系統(tǒng)級(jí)模塊由多個(gè)單機(jī)級(jí)模塊組建而成；單機(jī)級(jí)不確定度模塊，用于對(duì)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊進(jìn)行不確定性度量，得到各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度；分系統(tǒng)級(jí)不確定度模塊，用于根據(jù)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度，得到各個(gè)對(duì)應(yīng)分系統(tǒng)級(jí)模塊的不確定度；仿真模型的不確定度模塊，用于根據(jù)各個(gè)分系統(tǒng)級(jí)模塊的不確定度，確定實(shí)裝仿真模型的不確定度；驗(yàn)證模塊，用于當(dāng)實(shí)裝仿真模型的不確定度未超出預(yù)設(shè)范圍，則驗(yàn)證通過。
11、根據(jù)第三方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種電子設(shè)備，所述設(shè)備包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行上述第一方面或第一方面任一實(shí)施方式所述基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法的步驟。
12、根據(jù)第四方面，本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)第一方面或第一方面任一實(shí)施方式所述的基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法的步驟。
13、本方法提供一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，將實(shí)裝仿真模型劃分為單機(jī)級(jí)模塊和分系統(tǒng)級(jí)模塊，逐層分析不確定性，能夠清晰分辨整個(gè)仿真模型的不確定度，更準(zhǔn)確地識(shí)別模型仿真的關(guān)鍵部分和潛在風(fēng)險(xiǎn)，并且通過分析仿真模型的不確定性驗(yàn)證模型可以提高模型的可信度和可靠性，可以對(duì)模型預(yù)測(cè)的風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化，以便于制定對(duì)應(yīng)策略。
14、本專利技術(shù)的其他優(yōu)點(diǎn)、目標(biāo)和特征將在隨后的說明書中進(jìn)行闡述，并且在某種程度上對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯而易見的，或者本領(lǐng)域技術(shù)人員可以從本專利技術(shù)的實(shí)踐中得到教導(dǎo)。本專利技術(shù)的目標(biāo)和其他優(yōu)點(diǎn)可以通過下面的說明書來實(shí)現(xiàn)和獲得。
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1.一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，實(shí)裝仿真模型的構(gòu)建過程包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，對(duì)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊進(jìn)行不確定性度量，得到各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，根據(jù)各個(gè)不確定因素的不確定度計(jì)算規(guī)則，計(jì)算各個(gè)不確定因素的不確定度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，根據(jù)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度，得到各個(gè)對(duì)應(yīng)分系統(tǒng)級(jí)模塊的不確定度，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，還包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，還包括：
8.一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證
9.一種電子設(shè)備，所述設(shè)備包括：存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行上述權(quán)利要求1-7任一所述基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法的步驟。
10.一種計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)指令，其特征在于，該指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一所述的基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法的步驟。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，實(shí)裝仿真模型的構(gòu)建過程包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，對(duì)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊進(jìn)行不確定性度量，得到各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，根據(jù)各個(gè)不確定因素的不確定度計(jì)算規(guī)則，計(jì)算各個(gè)不確定因素的不確定度，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于實(shí)裝與仿真相結(jié)合試驗(yàn)的仿真模型驗(yàn)證方法，其特征在于，根據(jù)各個(gè)單機(jī)級(jí)模塊的不確定度，得到各個(gè)對(duì)應(yīng)分系統(tǒng)級(jí)模塊的不確定度，...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：朱興高，劉鵬飛，欒家輝，董昊，米海波，陳維良，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)航天標(biāo)準(zhǔn)化研究所，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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