【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種基于一維cnn的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，屬于電磁輻射響應(yīng)波形預(yù)測領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
1、隨著電子技術(shù)的不斷發(fā)展，電子設(shè)備面臨的電磁干擾威脅愈發(fā)嚴(yán)峻。電磁輻射會對電子設(shè)備造成不同程度的干擾甚至損傷，嚴(yán)重影響電子設(shè)備的可靠性。研究表明，電子設(shè)備受電磁干擾產(chǎn)生的損傷與電磁干擾的耦合途徑、電子設(shè)備的敏感程度和電磁干擾源有關(guān)。電磁輻射通過場線耦合的方式在電子系統(tǒng)內(nèi)部的互連線纜上產(chǎn)生干擾信號(感應(yīng)電壓和感應(yīng)電流)。這些干擾信號會對線纜終端電子設(shè)備造成影響。
2、如何獲得電子設(shè)備線纜上的干擾信號成為了分析和評估電子系統(tǒng)電磁輻照效應(yīng)的前提。由于電磁輻照效應(yīng)試驗屬于損耗性試驗，且試驗測試價格昂貴；采用仿真的方式更易于獲得電子系統(tǒng)的干擾信號波形；由于影響線束耦合電壓波形的因素較多，目前的方法多以標(biāo)準(zhǔn)中給定的電磁輻射調(diào)制信號作為激勵源進(jìn)行仿真，這只能細(xì)化到點，不能反映實際微波輻照下的情形。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)的技術(shù)解決問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于一維cnn的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，實現(xiàn)更能反映實際情況的電磁輻照下線束響應(yīng)波形的快速預(yù)測，節(jié)省了計算時間，便于工程應(yīng)用。
2、本專利技術(shù)的技術(shù)解決方案是：一種基于一維cnn的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，包括：
3、分析影響線纜電磁輻射響應(yīng)波形的因素，在各因素的變換范圍內(nèi)采樣構(gòu)建線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測數(shù)據(jù)集，并將數(shù)據(jù)集劃分為訓(xùn)練集、驗證集和測試集；
4、構(gòu)建cnn-lstm模
5、利用訓(xùn)練集對cnn-lstm模型進(jìn)行訓(xùn)練，并用驗證集對每一輪訓(xùn)練后的cnn-lstm模型進(jìn)行驗證；將驗證時cnn-lstm模型預(yù)測的波形與全波仿真得到的線纜的電磁輻射響應(yīng)電壓波形進(jìn)行比較，據(jù)此對cnn-lstm模型的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，獲得初步的線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測模型；
6、將測試集輸入到初步的線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測模型進(jìn)行預(yù)測，將預(yù)測結(jié)果與全波仿真得到的線纜的電磁輻射響應(yīng)電壓波形進(jìn)行比較，評估cnn-lstm模型的預(yù)測性能，對cnn-lstm模型的參數(shù)進(jìn)行進(jìn)一步調(diào)整，獲得最終的線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測模型；
7、向最終的線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測模型輸入影響線纜電磁響應(yīng)波形的物理因素，預(yù)測出相應(yīng)線纜的電磁響應(yīng)波形。
8、優(yōu)選的，構(gòu)建線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測數(shù)據(jù)集時，選擇影響線纜電磁響應(yīng)波形的物理因素作為輸入變量參數(shù)，線纜的電磁響應(yīng)波形作為輸出變量。
9、優(yōu)選的，影響線纜電磁輻射響應(yīng)波形的因素包括：傳輸線參數(shù)、激勵源參數(shù)以及激勵源波形；其中：
10、傳輸線參數(shù)包括：線纜長度、線纜距接地平面高度；
11、激勵源參數(shù)包括：瞬態(tài)電場峰值、中心頻率、入射角、極化角和方位角。
12、優(yōu)選的，各因素的變化范圍具體為：
13、極化角變化范圍為0～π；入射角變化范圍為0～π/2；方位角變化范圍為0～π；激勵源的瞬態(tài)電場峰值的變化范圍為20kv/m～200kv/m；中心頻率的變化范圍為0.5ghz～2.5ghz，
14、線纜長度的變化范圍為50cm～100cm、線纜距接地平面高度的變化范圍為2cm～10cm。
15、優(yōu)選的，cnn-lstm模型具體為：
16、一維卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)cnn?1d的卷積核大小為20，卷積核數(shù)為64；
17、采用兩個并聯(lián)的長短時記憶網(wǎng)絡(luò)lstm學(xué)習(xí)信號的時序關(guān)系，兩個并聯(lián)的長短時記憶網(wǎng)絡(luò)lstm的神經(jīng)元分別設(shè)置為20和10；
18、長短時記憶網(wǎng)絡(luò)lstm輸出的特征圖通過通道拼接操作連接起來得到拼接的融合特征；
19、拼接的融合特征首先輸入到神經(jīng)元為10的全連接層中執(zhí)行線性變換，對融合信息進(jìn)行加權(quán)，之后采用神經(jīng)元為1的全連接層預(yù)測信號波形。
20、優(yōu)選的，在各因素的變換范圍內(nèi)采樣構(gòu)建線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測數(shù)據(jù)集時，在各因素的變換范圍內(nèi)均勻采樣。
21、優(yōu)選的，訓(xùn)練之前需要將輸入數(shù)據(jù)歸一化到[-1,1]區(qū)間，且訓(xùn)練過程中采用的損失函數(shù)為均方誤差損失，優(yōu)化算法為adam算法，初始學(xué)習(xí)率為0.01。
22、第二方面，提供一種終端設(shè)備，包括：
23、存儲器，用于存儲至少一個處理器所執(zhí)行的指令；
24、處理器，用于執(zhí)行存儲器中存儲的指令，實現(xiàn)如前文所述的方法。
25、第三方面，提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機指令，當(dāng)所述計算機指令在計算機上運行時，使得計算機執(zhí)行如前文所述的方法。
26、本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點：
27、本專利技術(shù)提供的基于cnn-lstm模型的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，通過對物理因素進(jìn)行大量取樣，經(jīng)過全波數(shù)值仿真得到取樣點的輸出波形，將仿真數(shù)據(jù)分為訓(xùn)練集、驗證集與測試集，構(gòu)建基于cnn-lstm的網(wǎng)絡(luò)模型，用仿真數(shù)據(jù)對其進(jìn)行訓(xùn)練、測試和驗證，提升了計算效率，并突破了之前只能細(xì)化到點的固定電磁輻照威脅下的線纜電磁輻射響應(yīng)計算，使得預(yù)測模型更能反映實際情況下線纜遭受的電磁輻照威脅，實現(xiàn)線纜電磁輻射響應(yīng)的快速預(yù)測。
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1.一種基于一維CNN的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于一維CNN的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于：構(gòu)建線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測數(shù)據(jù)集時，選擇影響線纜電磁響應(yīng)波形的物理因素作為輸入變量參數(shù)，線纜的電磁響應(yīng)波形作為輸出變量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于一維CNN的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于：影響線纜電磁輻射響應(yīng)波形的因素包括：傳輸線參數(shù)、激勵源參數(shù)以及激勵源波形；其中：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于一維CNN的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于：各因素的變化范圍具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于一維CNN的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于：CNN-LSTM模型具體為：
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于一維CNN的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于：在各因素的變換范圍內(nèi)采樣構(gòu)建線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測數(shù)據(jù)集時，在各因素的變換范圍內(nèi)均勻采樣。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于一維CNN的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于：
9.一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲有計算機指令，當(dāng)所述計算機指令在計算機上運行時，使得計算機執(zhí)行如權(quán)利要求1-7任一項所述的方法。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于一維cnn的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于一維cnn的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于：構(gòu)建線纜電磁輻射響應(yīng)預(yù)測數(shù)據(jù)集時，選擇影響線纜電磁響應(yīng)波形的物理因素作為輸入變量參數(shù)，線纜的電磁響應(yīng)波形作為輸出變量。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于一維cnn的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于：影響線纜電磁輻射響應(yīng)波形的因素包括：傳輸線參數(shù)、激勵源參數(shù)以及激勵源波形；其中：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于一維cnn的電磁耦合響應(yīng)波形預(yù)測方法，其特征在于：各因素的變化范圍具體為：
5.根據(jù)權(quán)利要...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐峰濤，王小輝，賈倩，雷建長，鄭小鵬，趙山杉，閆嘉偉，池元成，黃彬，武健輝，趙月，張凱，陳忠燦，李楓，
申請(專利權(quán))人：中國運載火箭技術(shù)研究院，
類型：發(fā)明
國別省市：
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