[發明專利]一種復雜系統架構創成式生成方法、系統及電子設備

在審

• 申請號: 202310243944.0
• 申請日: 2023-03-09
• 公開（公告）號: CN116306276A
• 公開（公告）日: 2023-06-23
• 發明（設計）人: 王儒;魏竹琴;黃禹;李冠楠;王國新;閻艷
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06N3/126;G06N7/01;G06F111/06;G06F111/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 王愛濤

1.一種復雜系統架構創成式生成方法，其特征在于，包括：

獲取待生成架構的航天火工系統的架構組件和對應的組件型號；所述架構組件包括起爆器、傳爆裝置、分離裝置和動力作動裝置；所述起爆器的組件型號包括延期點火器、隔板起爆器、機械起爆器、半導體橋點火器、電點火器和電起爆器；所述傳爆裝置的組件型號包括限制性導爆組件和塑料導爆管組件；所述分離裝置的組件型號包括爆炸螺栓、分離螺母和連接銷式分離裝置；所述動力作動裝置的組件型號包括分離火箭和火工作動筒；

利用模塊定義圖對所述架構組件和所述組件型號進行表征，得到架構表征圖；所述架構表征圖包括多個型號架構；所述型號架構由所述起爆器和對應的組件型號中任一型號、所述傳爆裝置和對應的組件型號中任一型號、所述分離裝置和對應的組件型號中任一型號以及所述動力作動裝置和對應的組件型號中任一型號構成；

確定所述架構表征圖中滿足約束的型號架構；所述約束包括互斥約束和關聯約束；

利用非支配遺傳算法Ⅱ，確定每個所述滿足約束的型號架構中組件型號的數量，得到型號數量架構；

根據多個所述滿足約束的型號架構，基于馬爾可夫決策過程模型和蒙特洛卡強化學習算法，生成型號組合架構；

利用多目標優化搜索方法，確定多個備選架構中處于模糊帕累托區間的架構，作為航天火工系統架構；所述備選架構是基于所述滿足約束的型號架構、所述型號數量架構和所述型號組合架構確定的；

根據航天火工系統架構確定航天火工系統。

2.根據權利要求1所述的復雜系統架構創成式生成方法，其特征在于，根據所述架構表征圖確定多個所述備選型號架構中滿足約束的備選型號架構，具體包括：

根據所述架構表征圖建立約束滿足問題模型；所述約束滿足問題模型包括變量、值域和所述約束；所述變量為所述架構組件；所述值域為所述組件型號；

基于所述約束滿足問題模型，利用回溯算法，確定多個所述備選型號架構中滿足約束的備選型號架構。

3.根據權利要求1所述的復雜系統架構創成式生成方法，其特征在于，利用非支配遺傳算法Ⅱ，確定每個所述滿足約束的型號架構中組件型號的數量，得到型號數量架構，具體包括：

構建型號數量數學模型；所述型號數量數學模型包括目標函數、約束條件和決策變量；所述目標函數為其中，F₁表示第一個優化目標，第一個優化目標為第j個所述型號架構的最小總成本；C^j表示第j個所述型號架構的總成本；F₂表示第二個優化目標，第二個優化目標為第j個所述型號架構的最大總可靠性；R^j表示第j個所述型號架構的總可靠性。表示起爆器型號的可靠性，表示傳爆裝置型號的可靠性，表示分離裝置型號的可靠性，表示動力作動裝置型號的可靠性；表示第j個型號架構中第i個型號所對應的成本值，表示第j個型號架構中第i個型號對應的可靠性；表示第j個型號架構中第i個型號的數量；所述約束條件包括所述限制性導爆組件和所述塑料導爆管組件的數量和為終端火工裝置的數量、所述分離裝置的數量根據航天火工系統的總承載力確定、所述起爆器最少有兩個以及所述分離裝置和所述動力作動裝置的數量為偶數；所述決策變量為每一架構組件的每一組件型號的數量；

利用非支配遺傳算法Ⅱ，對所述型號數量數學模型求解，確定每個所述滿足約束的型號架構中組件型號的數量，得到型號數量架構。

4.根據權利要求1所述的復雜系統架構創成式生成方法，其特征在于，根據多個所述滿足約束的型號架構，基于馬爾可夫決策過程模型和蒙特洛卡強化學習算法，生成型號組合架構，具體包括：

根據多個所述滿足約束的型號架構，構建馬爾可夫決策過程模型；

利用蒙特洛卡強化學習算法對所述馬爾可夫決策過程模型進行求解，確定每個所述滿足約束的型號架構的最優組合方式，得到多個型號組合架構。