[發明專利]對涉及動態系統實驗結果的計算機模型評分的系統和方法

在審

• 申請號: 201310463665.1
• 申請日: 2013-10-08
• 公開（公告）號: CN103714238A
• 公開（公告）日: 2014-04-09
• 發明（設計）人: 符雁;楊仁杰;薩伊德·大衛·巴貝特
• 申請（專利權）人: 福特全球技術公司
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00
• 代理公司: 北京銘碩知識產權代理有限公司 11286
• 代理人: 王兆賡;戴嵩瑋

技術領域

本公開涉及用于對與用于動態系統的經驗結果相關的用于輸出動態系統的計算機模型進行評分的系統和方法。

背景技術

計算機輔助工程（CAE）已經成為用于減少樣機車輛測試和縮短產品開發時間的重要工具。例如，CAE的目標之一是減少或消除目前各種類型的認證（諸如針對汽車系統的安全認證）所依賴的廣泛的物理樣機測試。在利用計算機模型對各種車輛動態系統進行產品開發之前，必須對計算機模型的品質、可靠性和預測能力進行系統性的定量評估。此外，動態系統的模型驗證的關鍵難點之一的示例為多數響應是可通過時程曲線表示的功能性響應。這就要求開發一種客觀度量，該客觀度量可對與關鍵特征（諸如經驗測試曲線之間的相移、幅度和斜率）關聯的時程和模型預測兩者之間的差異進行評估。

現有度量“響應時程的誤差評估（EARTH）”提供了三種獨立的測量來對涉及與功能響應的關鍵特征（諸如相位誤差、幅度誤差和斜率誤差）關聯的經驗數據的計算機模型的預測的結果進行估計，其中，所述關鍵特征表示響應的物理特性。該度量使用動態時間規整來降低測三種類型的誤差之間的相互作用，其中，該度量測量與模型預測相關的經驗數據的時程之間的差異，并且與許多其它度量相比，該度量具有較少數量的度量調整參數。因為三種誤差的范圍可能很不一樣，并且沒有可單獨地提供量化評估的單獨的評分，所以原始的EARTH度量采用線性回歸法來將三個誤差組合為一個得分。采用數值優化法來識別線性系數，從而產生的EARTH評分可與特定應用的領域專家的主觀評分緊密匹配。然而，EARTH度量中的分量誤差的線性組合主要基于數值，并且依賴于應用；因此可能無法擴展到其它應用。此外，EARTH度量的敏感度研究指示：針對在估計中使用的樣本數量，EARTH度量無法為某些應用提供期望的健壯性。具體地，幅度和斜率誤差基于在分析中使用的樣本數量而顯著地變化。

發明內容

一種在計算機系統上執行的計算機實現的方法，所述方法用于基于對與存儲在計算機可讀存儲裝置中的經驗測試數據相關的計算機產生的數據的分析來確定用于動態系統的計算機模型的客觀度量，所述方法包括：：對與經驗測試數據相關的計算機產生的數據進行時移，并且針對每個時移數據集來計算關聯的互相關；基于提供最大互相關的時移數據集來確定相位誤差和相位得分；使用僅基于時移數據集和測試數據的關聯的數據點之間的距離的成本函數來對最大互相關時移數據集執行動態時間規整，并且確定關聯的幅度誤差和幅度得分；基于最大相關時移數據集和測試數據來確定斜率誤差和斜率得分；將相位得分、幅度得分和斜率得分進行組合，以確定用于計算機模型的客觀度量。在各個實施例中，所述系統和方法還可包括對度量參數的自動校準。所述自動校準可包括對存儲在計算機可讀存儲裝置中的相應的數據庫中的主觀評分的比較，其中，所述數據庫包括表示代表性的經驗數據集和計算機產生的數據集之間的相似性的數據。可對度量參數進行調整或優化，以使客觀度量與學科專家的主觀評分相應。

可通過下述步驟來分別基于相應的相位誤差、幅度誤差和斜率誤差來確定相位得分、幅度得分和斜率得分：如果相應的誤差超出關聯的參數最大閾值，則將得分確定為0；如果相應的誤差小于關聯的參數公差閾值，則將得分確定為100%；其它使用回歸法來確定基于相應的誤差的得分。

將相位得分、幅度得分和斜率得分進行組合的步驟可包括：對每個得分應用權重因數，以產生相應的加權得分；將相應的加權得分相加，以確定客觀度量。

針對每個得分的權重因數是常數。

客觀度量范圍是0和1之間的值。

確定與斜率誤差的步驟可包括：將最大互相關時移數據集劃分為分別具有多個數據點的多個間隔；計算與每個間隔相應的斜率的平均值；基于斜率的平均值來確定斜率誤差。

一種由計算機執行的計算機實現的方法包括：對與測試數據相關的計算機模型產生的數據進行時移，并且針對每個時移數據集計算關聯的互相關；確定與時移數據集的相位、幅度和斜率關聯的誤差和得分，其中，使用獨立于針對時移數據集和測試數據的數據點的斜率的成本函數來確定幅度誤差和得分。

可通過在計算機中執行的自動校準處理來確定關聯的參數最大閾值和關聯的公差閾值，所述自動校準處理使用存儲在與計算機進行通信的計算機可讀存儲裝置中的關聯的多個主觀評分來將計算機產生的數據與測試數據進行比較。