[发明专利]系统监测模型生成方法、处理器芯片以及工业系统

权利要求书

1.一种系统监测模型生成方法，其特征在于，包括：

根据待监测系统的真实数学模型，构建所述待监测系统对应虚拟系统的数字孪生模型，所述数字孪生模型中包括所述虚拟系统的多个虚拟系统参数；所述待监测系统的真实数学模型的表达式为：x(t+k)＝f[x(t+k-1)，x(t+k-2)，…，x(t)，u(t)]，其中，x(t)表示t时刻所述待监测系统的输出测量值，k表示预设的第一滑窗长度，u(t)表示t时刻所述待监测系统的输入值；所述待监测系统对应的数字孪生模型的表达式为：

其中，表示n时刻所述待监测系统的输出预测值，x(n)表示n时刻所述待监测系统的输出测量值，ω_i、ω_i′以及ω₀表示所述虚拟系统参数，l表示预设的第二滑窗长度，u(n)表示n时刻所述待监测系统的输入值，k₀表示第一预设常数；

构建所述真实数学模型与所述数字孪生模型之间的误差反馈模型；所述误差反馈模型的表达式为：

其中，e(n)表示n时刻所述真实数学模型与所述数字孪生模型之间的误差，表示n时刻所述待监测系统的输出预测值，x(n)表示n时刻所述待监测系统的输出测量值，k表示所述第一滑窗长度，l表示所述第二滑窗长度；

利用所述待监测系统的参考历史数据，采用单次测量天牛须搜索算法对所述误差反馈模型进行回归分析，得到各所述虚拟系统参数的值，包括：利用所述多个虚拟系统参数构建天牛的位置，将所述误差反馈模型作为所述单次测量天牛须搜索算法的适应度函数，并对天牛进行初始化；基于所述参考历史数据、天牛的当前位置以及所述适应度函数，得到天牛在当前位置的适应度；计算天牛左右两个触须的适应度，并更新天牛的位置；更新天牛的步长、须长以及迭代次数，并判断是否满足预设的迭代条件；若满足预设的迭代条件，终止所述单次测量天牛须搜索算法，并输出当前的天牛位置作为虚拟系统参数的值；若不满足预设的迭代条件，将更新后的天牛的位置代入到所述适应度函数中，重复所述单次测量天牛须搜索算法；

天牛的位置更新公式为：T_i+1＝T_i-step*G/σ；

单次测量天牛须搜索算法的梯度的公式为：

G＝sign(e(T_i)-e(T_i-1))*normal(T_i-T_i-1)；

其中，G表示单次测量天牛须搜索算法的梯度，sign表示天牛下一步的方向，T_i表示第i次迭代天牛的位置，σ表示第二预设常数，e(T_i)表示天牛在T_i位置时的适应度。

2.根据权利要求1所述的系统监测模型生成方法，其特征在于，所述计算天牛左右两个触须的适应度，包括：

基于天牛的当前位置、天牛左右触须的长度，得到天牛左右触须的位置；

将所述参考历史数据中最近一个测量数据与天牛左触须的位置代入所述适应度函数，得到天牛左触须的适应度；

将所述参考历史数据中所述最近一个测量数据的前一个测量数据与天牛右触须的位置代入所述适应度函数，得到天牛右触须的适应度。

3.一种处理器芯片，其特征在于，所述处理器芯片用于执行权利要求1或2所述系统监测模型生成方法生成待监测系统对应的虚拟系统的数字孪生模型。

4.一种工业系统，其特征在于，包括权利要求3所述的处理器芯片与连接于所述处理器芯片的工业设备；

所述处理器芯片用于生成所述工业设备对应的虚拟系统的数字孪生模型。