[發(fā)明專利]基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710454066.1
• 申請(qǐng)日: 2017-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107315867A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮茂源;劉攀;高仕達(dá);潘正可;郭生練
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 武漢科皓知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 俞琳娟

1.一種基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1.基于原互饋系統(tǒng)模型，設(shè)計(jì)數(shù)值實(shí)驗(yàn)，獲取代理模型的訓(xùn)練集；

步驟2.根據(jù)原互饋系統(tǒng)模型的性能選定代理模型的模型形式；

步驟3.采用數(shù)值實(shí)驗(yàn)中得到的訓(xùn)練集對(duì)代理模型進(jìn)行訓(xùn)練，從而得到代理模型中的參數(shù)，并且保證代理模型與原互饋系統(tǒng)模型的誤差在所設(shè)定的范圍內(nèi)；

步驟4.采用得到的代理模型對(duì)原互饋系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行分析。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法，其特征在于：

其中，所述原互饋系統(tǒng)模型為系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型、多主體模型和系統(tǒng)的系統(tǒng)模型中的任意一種。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法，其特征在于：

其中，在步驟1中數(shù)值實(shí)驗(yàn)的取樣方法包括：完全析因設(shè)計(jì)、部分析因設(shè)計(jì)、拉丁超立方體抽樣和對(duì)稱拉丁超立方體抽樣中的任意一種。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法，其特征在于：

其中，在步驟1中獲取代理模型的訓(xùn)練集的方法為：設(shè)互饋系統(tǒng)模型F(x)將系統(tǒng)輸入x∈R^m映射到空間Rⁿ，表示為y＝F(x)∈Rⁿ；在空間R^m上進(jìn)行N次取樣，得到相應(yīng)的決策變量集合{x₁,x₂,…,x_N}；在系統(tǒng)輸入{x₁,x₂,…,x_N}處運(yùn)行原互饋系統(tǒng)模型F(x)，表示為y_i＝F(x_i)，得到相應(yīng)的輸出變量{y₁,y₂,…y_N}，集合{(x₁,y₁),(x₂,y₂),…,(x_N,y_N)}為代理模型的訓(xùn)練集。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法，其特征在于：

其中，在步驟2中可選擇的代理模型的模型形式包括：多項(xiàng)式、人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、徑向基函數(shù)、支持向量機(jī)、多元適應(yīng)性樣條模型、樹(shù)狀高斯過(guò)程、高斯模擬器、平滑樣條函數(shù)方差分析模型。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法，其特征在于：

其中，在步驟2中所述的性能包括：線性、分段線性、非線性、周期性和對(duì)稱性中的至少一種。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法，其特征在于：

其中，在步驟2中，設(shè)選定的代理模型形式為f(x,θ)，θ為代理模型中的參數(shù)，該代理模型要求與原互饋系統(tǒng)模型至少具有相同的線性、非線性、周期性和對(duì)稱性性質(zhì)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法，其特征在于：

其中，在步驟3中，是將集合{(x₁,y₁),(x₂,y₂),…,(x_N,y_N)}代入代理模型f(x,θ)，通過(guò)誤差最小化的優(yōu)化原則求得參數(shù)θ的估計(jì)值使得

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于代理模型的互饋系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性分析方法，其特征在于：

其中，在步驟4中系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性包括多值響應(yīng)和跳躍諧振、分諧波振蕩、自激振蕩、頻率捕捉、異步抑制、分岔和混沌中的至少一種。