【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數字孿生，具體涉及一種數字孿生系統仿真方法及系統。
技術介紹
1、數字孿生(digita?l?twi?n)，是充分利用物理模型、傳感器更新、運行歷史等數據，集成多學科、多物理量、多尺度、多概率的仿真過程，主要是通過對物理世界中的事件(物體)進行數字化模擬，來構建一個數字世界中一模一樣的實體，藉此來實現對物理實體的了解、分析和優化的過程。在產品的設計階段，利用數字孿生可以提高設計的準確性，并驗證產品在真實環境中的性能。
2、例如，在機器人的設計階段，由于場地受限，開發人員無法將物理機器人進行無限的跑測以至于無法獲取機器人的最大的覆蓋面積以及續航時長等性能參數。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的是提供一種數字孿生系統仿真方法及系統，旨在解決現有技術中由于條件限制無法有效驗證產品在真實環境中的性能的技術問題。
2、為實現上述目的，第一方面，本申請實施例中提供了一種數字孿生系統仿真方法，應用于仿真系統，所述仿真系統包括物聯網數據采集設備、數據傳輸器、運行參數構建器以及仿真模型器，所述方法包括：
3、物聯網數據采集設備實時獲取機器人物理實體的參數數據；
4、判斷所述參數數據的數據類型并且基于判斷結果選擇目標數據傳輸器將機器人物理實體的參數數據傳輸至運行參數構建器，所述參數數據的數據類型包括平緩數據或跳變數據；
5、運行參數構建器根據所述機器人物理實體的參數數據構建仿真運行參數；
6、仿真模型器在仿真運
7、在一種可能的實現方式中，所述參數數據包括機器人下位機的溫度，所述判斷所述參數數據的數據類型，包括：
8、根據機器人下位機的當前溫度及上一預設時刻的歷史溫度計算下位機的溫度變化率；
9、確定下位機的溫度變化率大于或等于溫度變化率閾值，判斷所述參數數據的數據類型為跳變數據；
10、確定下位機的溫度變化率小于溫度變化率閾值，判斷所述參數數據的數據類型為平緩數據。
11、在一種可能的實現方式中，所述基于判斷結果選擇目標數據傳輸器將機器人物理實體的參數數據傳輸至運行參數構建器，包括：
12、響應于所述參數數據的數據類型為平緩數據，選擇第一數據傳輸器將機器人物理實體的參數數據傳輸至運行參數構建器；
13、響應于所述參數數據的數據類型為跳變數據，選擇第二數據傳輸器將機器人物理實體的參數數據傳輸至運行參數構建器，其中，所述第二數據傳輸器的數據傳輸速度大于第一數據傳輸器。
14、在一種可能的實現方式中，所述響應于所述參數數據的數據類型為跳變數據，選擇第二數據傳輸器將機器人物理實體的參數數據傳輸至運行參數構建器之后，還包括：
15、在參數數據傳輸過程，獲取第二數據傳輸器的數據讀寫速率值以及數據讀寫準確率值；
16、將所述數據讀寫速率值以及數據讀寫準確率值輸入傳輸狀態監測評估單元得到所述第二數據傳輸器的傳輸效率表征值；
17、在所述第二數據傳輸器的傳輸效率表征值小于或等于效率閾值的情況下，將所述參數數據劃分為第一參數數據包及第二參數數據包，其中，第二參數數據包的數據量大于第一參數數據包的數據量；
18、向所述第一數據傳輸器、第二數據傳輸器重新分配數據傳輸權限，以利用第一數據傳輸器將所述第一參數數據包傳輸至運行參數構建器，利用第二數據傳輸器將所述第二參數數據包傳輸至運行參數構建器。
19、在一種可能的實現方式中，所述將所述數據讀寫速率值以及數據讀寫準確率值輸入傳輸狀態監測評估單元得到所述第二數據傳輸器的傳輸效率表征值，包括：
20、將所述數據讀寫速率值以及數據讀寫準確率值輸入預先訓練的傳輸狀態監測評估模型得到所述第二數據傳輸器的傳輸效率表征值，所述傳輸狀態監測評估模型滿足如下表達式：
21、
22、其中，c為傳輸效率表征值，r為數據當前讀寫速率值，r0為數據基準讀寫速率值，a為數據當前讀寫準確率值，a0為數據基準讀寫準確率值，t為數據傳輸器的性能負載，0<t≤1，性能負載表征數據傳輸器的原始性能大小，gr為性能損失系數，0<gr<1，性能損失系數gr與數據傳輸器的使用負荷成正相關關系，β1為讀寫速率值對數據傳輸效率的影響權重，β2為讀寫準確率值對數據傳輸效率的影響權重。
23、在一種可能的實現方式中，所述參數數據包括機器人下位機的溫度，所述運行參數構建器根據所述機器人物理實體的參數數據構建仿真運行參數，包括：
24、將下位機的當前溫度輸入底盤速度控制模型得到機器人物理實體底盤在仿真環境中的目標運行速度，所述底盤速度控制模型滿足如下表達式：
25、v＝-1.28(t-25)+v0(t≥25℃)，其中，v為目標運行速度，t為下位機的當前溫度，v0為機器人在25℃下的運行初速度。
26、在一種可能的實現方式中，所述參數數據包括機器人下位機的溫度，所述運行參數構建器根據所述機器人物理實體的參數數據構建仿真運行參數，包括：
27、根據仿真機器人模型在仿真運行環境中的地形復雜度對下位機的當前溫度進行溫度補償得到目標溫度；
28、將下位機的目標溫度輸入底盤速度控制模型得到機器人物理實體底盤在仿真環境中的目標運行速度，所述底盤速度控制模型滿足如下表達式：
29、v＝-1.28(tm-25)+v0(t≥25℃)，其中，v為目標運行速度，tm為下位機的目標溫度，v0為機器人在25℃下的運行初速度。
30、在一種可能的實現方式中，所述映射仿真數據包括機器人運行覆蓋面積以及運行時長，所述仿真模型器在仿真運行環境下以所述仿真運行參數運行預先構建的仿真模型得到機器人物理實體的映射仿真數據，包括：
31、控制仿真機器人模型以下位機不同溫度下的目標運行速度在仿真運行環境下持續運行直至電量耗盡得到機器人運行覆蓋面積以及運行時長。
32、在一種可能的實現方式中，所述仿真模型器在仿真運行環境下以所述仿真運行參數運行預先構建的仿真模型得到機器人物理實體的映射仿真數據之后，還包括：
33、對所述映射仿真數據進行期望校驗，在所述映射仿真數據未滿足期望數據要求的情況下，對所述底盤速度控制模型的參數進行調整直至所述映射仿真數據滿足期望數據要求。
34、第二方面，本申請實施例中還提供了一種仿真系統，所述仿真系統包括物聯網數據采集設備、數據傳輸器、運行參數構建器、仿真模型器；以及，存儲器、處理器，所述存儲器用于存儲程序代碼，所述處理器用于調用所述程序代碼，以執行如第一方面所述的方法。
35、區別于現有技術，本申請實施例提供的一種數字孿生系統仿真方法，首先利用物聯網數據采集設備實時獲取機器人物理實體的參數數據；然后判斷所述參數數據的數據類型并且基于判斷結果選擇目標數據傳輸本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種數字孿生系統仿真方法，其特征在于，應用于仿真系統，所述仿真系統包括物聯網數據采集設備、數據傳輸器、運行參數構建器以及仿真模型器，所述方法包括：
2.如權利要求1所述的數字孿生系統仿真方法，其特征在于，所述參數數據包括機器人下位機的溫度，所述判斷所述參數數據的數據類型，包括：
3.如權利要求1所述的數字孿生系統仿真方法，其特征在于，所述基于判斷結果選擇目標數據傳輸器將機器人物理實體的參數數據傳輸至運行參數構建器，包括：
4.一種仿真系統，其特征在于，所述仿真系統包括物聯網數據采集設備、數據傳輸器、運行參數構建器、仿真模型器；以及，
【技術特征摘要】
1.一種數字孿生系統仿真方法，其特征在于，應用于仿真系統，所述仿真系統包括物聯網數據采集設備、數據傳輸器、運行參數構建器以及仿真模型器，所述方法包括：
2.如權利要求1所述的數字孿生系統仿真方法，其特征在于，所述參數數據包括機器人下位機的溫度，所述判斷所述參數數據的數據類型，包...
【專利技術屬性】
技術研發人員：張偉，宋曉輝，趙洪丹，陳琳，翟讓，李金東，張鵬飛，金貝貝，王龍華，陳允峰，王建業，
申請(專利權)人：河南省科學院，
類型：發明
國別省市：
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