[發明專利]一種數學模型驗模工具

在審

• 申請號: 201910530928.3
• 申請日: 2019-06-19
• 公開（公告）號: CN110210171A
• 公開（公告）日: 2019-09-06
• 發明（設計）人: 王兵賢
• 申請（專利權）人: 淮陰師范學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 淮安睿合知識產權代理事務所(普通合伙) 32372
• 代理人: 湯小東

1.一種數學模型驗模工具，其特征在于：它包含

靈敏度分析模塊，用于考察數學模型中一組靈敏度系數的變化給數學模型輸出造成的影響情況來分析判斷模型的有效性；

頻譜分析模塊，用于采用平穩隨機過程算法和廣義平穩隨機過程算法，對數學模型頻域中的統計特性進行分析，其中，平穩隨機過程和廣義平穩隨機過程均通過功率譜密度函數得到；

不確定性分析模塊，用于評估仿真輸入參數的不確定性對系統輸出的影響程度，進而判斷是否會出現因輸入的不確定性導致的失效并計算失效概率。

2.根據權利要求1所述的一種數學模型驗模工具，其特征在于：所述靈敏度分析模塊采用局部靈敏度和全局靈敏度結合的算法，對模型參數進行敏感性分析，篩選出對仿真結果有重要影響的參數，其中，局部靈敏度通過計算偏導數計算得到，全局靈敏度通過計算參數基于方差的靈敏度得到Sobol因子的方法得到。

3.根據權利要求1所述的一種數學模型驗模工具，其特征在于：所述頻譜分析模塊中，對模型參數進行頻譜分析，具體按照如下步驟進行實施：

S1，根據現有計算模型的能力，對仿真軟件的輸出過程及實際系統輸出過程做平穩性檢驗，判斷滿足平穩隨機條件或廣義平穩隨機條件；

S2，步驟S1平穩性檢驗中若不滿足廣義平穩隨機條件，則對數據進行預處理，其中，數據預處理針對系統的動態性能指標，進行N次仿真試驗，記錄性能參數試驗記錄，任取一次仿真觀測序列，對其進行零均化處理，標記平穩化處理后的隨機序列；

S3，進行仿真輸出序列與實際系統輸出序列功率譜密度函數的一致性檢驗，其中，一致性檢驗通過譜窗估計法或極大熵譜估計法進行檢驗。

4.根據權利要求1所述的一種數學模型驗模工具，其特征在于：所述不確定性分析模塊，所述失效概率的計算，具體按照如下步驟進行實施：

S1，考慮系統結構性能、材料屬性、邊界條件和裝配工藝這樣的一些信息，假定輸入參數的概率分布形式，包括：正態分布形式或均勻分布形式；

S2，利用DOE試驗設計技術，考慮S1中輸入參數的隨機性分布，利用蒙特卡洛或拉丁超立方采樣方法，設置隨機性影響下的仿真試驗，得到考慮隨機性的輸出結果及其概率分布；

S3，繪制輸出參數的概率密度分布圖，計算輸出參數均值方差，并根據輸出參數正常性能設計區間計算失效概率并繪制圖表。