[发明专利]一种基于证据理论的机电产品仿真模型精度提高方法

说明书

本发明公开一种基于证据理论的机电产品仿真模型精度提高方法，包括以下步骤，步骤1：进行机电产品少量试验测量，统计分析测量的响应数据，利用证据理论对测量响应数据进行分析处；步骤2：建立机电产品仿真模型，获取计算响应，建立识别机电产品建模参量区间范围的目标函数；步骤3：将识别的建模参量区间进一步划分为多个子区间，并对每个子区间初步分配一定的建模参量的概率；步骤4：利用机电产品仿真模型和分配的子区间概率，建立识别建模参量子区间概率值的目标函数，并通过优化方法识别建模参量子区间上准确的概率分配。本发明在少量测量响应下可准确获取建模参量的取值区间及其概率分配，有效提高机电产品仿真模型的精度水平。

技术领域

本发明涉及机电产品仿真模型精度提高方法，尤其涉及一种基于证据理论的机电产品仿真模型精度提高方法。

背景技术

机电产品通常是机械、液压、电子与控制等多领域共同作用的复杂系统。仿真模型因在表达的可重用性、结构性能的可预测性和产品开发过程的可控性等方面的优势，已成为复杂机电产品系统有力的分析工具。机电产品仿真模型的精度取决于建模所需力、电、热、控制等关键建模参数的准确获取。

然而，由于机电产品多场耦合的复杂性、认知水平的不足、实验误差等因素，使得传统试验方法很难或者甚至不能直接测量这些关键参数，进而在仿真建模中不可避免的存在不确定性，导致机电产品仿真结果可信度较低。证据理论具有灵活的不确定性建模框架，对样本数据依赖少，可用于实验测试困难、实验成本高的复杂机电产品不确定性评价中。

发明内容

本发明的目的是通过证据理论和优化方法对建模过程中关键未知参数的不确定性进行识别，从而有效缩减建模过程中的不确定性，提高机电产品仿真模型精度水平。因此，本发明通过证据理论对模型参数的不确定性进行识别，通过获取模型参量的区间范围及内部子区间上的概率分配信息，对缩减建模过程中的不确定性，提高机电产品仿真模型的精度水平具有重要工程意义。

本发明的技术方案是提供一种基于证据理论的机电产品仿真模型精度提高方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：进行机电产品少量试验测量，统计分析测量的响应数据，利用证据理论对测量响应数据进行分析，获取测量响应的取值区间、累计概率分布的上边界和累积概率分布的下边界；

步骤2：建立机电产品仿真模型，获取计算响应，通过对比测量响应与计算响应的取值区间，建立识别建模参量区间范围的目标函数，利用优化方法对机电产品仿真建模所需的力、电、热参量的区间进行识别，确定建模参量的取值范围，缩减模型中的不确定性；

步骤3：将识别的建模参量区间进一步划分为多个子区间，并对每个子区间初步分配一定的建模参量的概率；

步骤4：利用仿真模型和初步分配的建模参量的概率，计算获取模型响应的累计概率分布的上边界和累积概率分布的下边界，并与测量响应的累计概率分布的上、下边界进行对比，从而建立目标函数，利用优化方法更新建模参量的概率分配，确定建模参量每一子区间上准确的概率分配，进而增强机电产品仿真模型可信度，提高仿真精度。

优选地，所述步骤1中在测量响应取值区间内选取多个节点，结合试验响应信息及专家经验，获得如图1所示的测量响应每一取值处累计概率分布的上边界和累计概率分布的下边界。

优选地，所述步骤2中识别建模参量区间范围的目标函数为：