[发明专利]基于高斯过程回归的电磁作动器等效磁场强度建模方法

权利要求书

1.一种基于高斯过程回归的电磁作动器等效磁场强度建模方法，其特征在于，将统计机器学习理论中的高斯过程回归方法应用于电磁作动器等效磁场强度建模问题，所述基于高斯过程回归的电磁作动器等效磁场强度建模方法包括如下步骤：

S1，通过电磁作动器静态标定测试系统，测量得到磁场工作区域内不同位置点处的等效磁场强度，并将实验测试数据分成测试数据集合和训练数据集合；

S2，基于S1测量得到的实验测试数据作图分析，确定高斯过程回归的协方差函数；

S3，基于贝叶斯定理和训练数据集合，建立等效磁场强度的高斯过程回归模型；

S3具体为：

根据贝叶斯定理，计算出预测等效磁场强度的高斯过程回归模型为：

式中，为高斯过程回归模型；r_*为预测等效磁场强度所在空间位置点矢量；R是训练数据集合中N个空间位置矢量构成的3×N维矩阵；σ_n为力传感器的测量噪声标准差；I_N是N×N维单位矩阵；K为协方差函数；K(r_*,R)和K(R,R)分别为1×N和N×N维对称正定的协方差矩阵；B_NN为训练数据集合中N个等效磁场强度构成的N×1维矩阵；

S4，基于S2选择的协方差函数和S3建立的高斯过程回归模型，通过最大化边缘对数似然对协方差函数的超参数进行优化，得到最终建立的电磁作动器等效磁场强度模型，并采用测试数据集合检验高斯过程回归模型的预测精度。

2.根据权利要求1所述的基于高斯过程回归的电磁作动器等效磁场强度建模方法，其特征在于，S1具体为：

使电磁作动器的通电线圈平行于永磁铁的N、S极端面，通电线圈中通入某一恒定电流，在电磁作动器的间隙内进行平动，采用力传感器测量不同位置处电磁作动器的输出力，电磁作动器的等效磁场强度表示为输出力与电流的比值。

3.根据权利要求1所述的基于高斯过程回归的电磁作动器等效磁场强度建模方法，其特征在于，S2具体为：

通过对实验测试数据作图，分析图像的分布特性、周期特性、是否带有噪声特点，采用常用协方差函数或其组合作为协方差函数的结构假设，进而确定最终选择的高斯过程回归的协方差函数。

4.根据权利要求1所述的基于高斯过程回归的电磁作动器等效磁场强度建模方法，其特征在于，S4具体为：

根据概率计算贝叶斯公式，得到等效磁场强度的后验概率，进而获得等效磁场强度的边缘似然；通过最大化边缘对数似然对协方差函数的超参数进行优化，最终确定电磁作动器等效磁场强度模型。