[發(fā)明專利]潛艇運(yùn)動(dòng)模型簡化方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811407966.1
• 申請日: 2018-11-23
• 公開（公告）號(hào): CN109766569A
• 公開（公告）日: 2019-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 佘瑩瑩;張偉;趙寅;劉承;何晉秋;王磊;萬濤;郭嵩;徐侃;唐一夫
• 申請（專利權(quán)）人: 中國船舶重工集團(tuán)公司第七一九研究所
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): G06F17/50;G06K9/62
• 代理公司: 北京路浩知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

1.一種潛艇運(yùn)動(dòng)模型簡化方法，其特征在于，包括：

構(gòu)建潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型；

選取某一運(yùn)行工況所對應(yīng)的操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)，計(jì)算所述操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)的敏感性指數(shù)；

根據(jù)所述敏感性指數(shù)，利用無監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行聚類，獲得所述各水動(dòng)力系數(shù)的聚類結(jié)果；

根據(jù)所述聚類結(jié)果對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行水動(dòng)力系數(shù)的簡化，獲得潛艇運(yùn)動(dòng)簡化模型。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述選取某一運(yùn)行工況所對應(yīng)的操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)，計(jì)算所述操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)的敏感性指數(shù)的步驟，具體為：

選取變深變向工況下的操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)，計(jì)算所述變深變向工況下的操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)的敏感性指數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述敏感性指數(shù)，利用無監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行聚類的步驟，具體為：

根據(jù)所述敏感性指數(shù)，利用K-means聚類算法對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行聚類。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述敏感性指數(shù)，利用K-means聚類算法對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行聚類的步驟，具體為：

分別對各水動(dòng)力系數(shù)對應(yīng)的敏感性指數(shù)所構(gòu)成的一維向量進(jìn)行歸一化處理，所有經(jīng)過歸一化處理的所述一維向量組成給定數(shù)據(jù)樣本集合；

從所述給定數(shù)據(jù)樣本集合中隨機(jī)選取2個(gè)數(shù)據(jù)樣本作為初始的聚類中心，設(shè)定聚類結(jié)束條件；

重復(fù)進(jìn)行下述操作，直到滿足所述聚類結(jié)束條件：

計(jì)算除聚類中心外的所述給定數(shù)據(jù)樣本集合中每個(gè)數(shù)據(jù)樣本到聚類中心的距離，并將所述數(shù)據(jù)樣本歸類到距離最近的那一類中，獲得當(dāng)前迭代的分類結(jié)果；

根據(jù)所述當(dāng)前迭代的分類結(jié)果，重新計(jì)算并更新聚類中心。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述獲得潛艇運(yùn)動(dòng)簡化模型的步驟之后，還包括：

對所述潛艇運(yùn)動(dòng)簡化模型進(jìn)行PID控制驗(yàn)證和通用性驗(yàn)證。

6.一種潛艇運(yùn)動(dòng)模型簡化裝置，其特征在于，包括：

模型構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型；

計(jì)算模塊，用于選取某一運(yùn)行工況所對應(yīng)的操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)，計(jì)算所述操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)的敏感性指數(shù)；

聚類模塊，用于根據(jù)所述敏感性指數(shù)，利用無監(jiān)督學(xué)習(xí)算法對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行聚類，獲得所述各水動(dòng)力系數(shù)的聚類結(jié)果；

簡化模塊，用于根據(jù)所述聚類結(jié)果對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型進(jìn)行水動(dòng)力系數(shù)的簡化，獲得潛艇運(yùn)動(dòng)簡化模型。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述計(jì)算模塊具體用于：

選取變深變向工況下的操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)，計(jì)算所述變深變向工況下的操縱運(yùn)動(dòng)性能指標(biāo)對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)的敏感性指數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述聚類模塊具體用于：

根據(jù)所述敏感性指數(shù)，利用K-means聚類算法對所述潛艇的六自由度運(yùn)動(dòng)模型中各水動(dòng)力系數(shù)進(jìn)行聚類。

9.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：

至少一個(gè)處理器；以及

與所述處理器通信連接的至少一個(gè)存儲(chǔ)器，其中：

所述存儲(chǔ)器存儲(chǔ)有可被所述處理器執(zhí)行的程序指令，所述處理器調(diào)用所述程序指令能夠執(zhí)行如權(quán)利要求1至5任一所述的方法。

10.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如權(quán)利要求1至5任一所述的方法。