[發明專利]基于高斯過程回歸的電磁作動器等效磁場強度建模方法

有效

• 申請號: 201810176015.1
• 申請日: 2018-03-02
• 公開（公告）號: CN108595744B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發明（設計）人: 劉偉;高揚;張仁勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院空間應用工程與技術中心
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27
• 代理公司: 北京市盛峰律師事務所 11337
• 代理人: 席小東

1.一種基于高斯過程回歸的電磁作動器等效磁場強度建模方法，其特征在于，將統計機器學習理論中的高斯過程回歸方法應用于電磁作動器等效磁場強度建模問題，所述基于高斯過程回歸的電磁作動器等效磁場強度建模方法包括如下步驟：

S1，通過電磁作動器靜態標定測試系統，測量得到磁場工作區域內不同位置點處的等效磁場強度，并將實驗測試數據分成測試數據集合和訓練數據集合；

S2，基于S1測量得到的實驗測試數據作圖分析，確定高斯過程回歸的協方差函數；

S3，基于貝葉斯定理和訓練數據集合，建立等效磁場強度的高斯過程回歸模型；

S3具體為：

根據貝葉斯定理，計算出預測等效磁場強度的高斯過程回歸模型為：

式中，為高斯過程回歸模型；r_*為預測等效磁場強度所在空間位置點矢量；R是訓練數據集合中N個空間位置矢量構成的3×N維矩陣；σ_n為力傳感器的測量噪聲標準差；I_N是N×N維單位矩陣；K為協方差函數；K(r_*,R)和K(R,R)分別為1×N和N×N維對稱正定的協方差矩陣；B_NN為訓練數據集合中N個等效磁場強度構成的N×1維矩陣；

S4，基于S2選擇的協方差函數和S3建立的高斯過程回歸模型，通過最大化邊緣對數似然對協方差函數的超參數進行優化，得到最終建立的電磁作動器等效磁場強度模型，并采用測試數據集合檢驗高斯過程回歸模型的預測精度。

2.根據權利要求1所述的基于高斯過程回歸的電磁作動器等效磁場強度建模方法，其特征在于，S1具體為：

使電磁作動器的通電線圈平行于永磁鐵的N、S極端面，通電線圈中通入某一恒定電流，在電磁作動器的間隙內進行平動，采用力傳感器測量不同位置處電磁作動器的輸出力，電磁作動器的等效磁場強度表示為輸出力與電流的比值。

3.根據權利要求1所述的基于高斯過程回歸的電磁作動器等效磁場強度建模方法，其特征在于，S2具體為：

通過對實驗測試數據作圖，分析圖像的分布特性、周期特性、是否帶有噪聲特點，采用常用協方差函數或其組合作為協方差函數的結構假設，進而確定最終選擇的高斯過程回歸的協方差函數。

4.根據權利要求1所述的基于高斯過程回歸的電磁作動器等效磁場強度建模方法，其特征在于，S4具體為：

根據概率計算貝葉斯公式，得到等效磁場強度的后驗概率，進而獲得等效磁場強度的邊緣似然；通過最大化邊緣對數似然對協方差函數的超參數進行優化，最終確定電磁作動器等效磁場強度模型。