一種數字仿真模型的修正方法及系統技術方案

本申請公開了一種數字仿真模型的修正方法及系統，用通用建模工具和專業建模工具分別得到被仿真對象的簡化數字仿真模型和精細數字仿真模型后，首先利用精細數字仿真模型對簡化數字仿真模型進行初步驗證和模型結構及參數修正，然后再利用被仿真對象的第一組實驗數據對修正后的簡化數字仿真模型進行驗證和模型參數的修正，直至得到的簡化數字仿真模型在該組實驗數據下滿足模型驗證的衡量指標要求，而后利用被仿真對象的第二組實驗數據對滿足第一組實驗數據的簡化數字仿真模型進行驗證和模型參數的修正，直至得到的簡化數字仿真模型在兩組實驗數據下均滿足模型驗證的衡量指標要求，從而最終確定簡化數字仿真模型。

【技術實現步驟摘要】
一種數字仿真模型的修正方法及系統
本專利技術涉及數字仿真模型
，更具體的說，涉及一種數字仿真模型的修正方法及系統。
技術介紹
隨著計算機仿真技術的發展，數字仿真成為人類認識物理世界以及探索改變物理世界的重要手段。數字仿真的關鍵技術是構建能夠準確描述被仿真對象的數字仿真模型。所謂數字仿真模型指的是對研究對象某些與研究目的有關的本質屬性的數學描述。為了能夠在計算機上對這些數字仿真模型進行解算、計算，數字仿真模型需要通過某種建模工具體現出來。目前常用的建模工具有通用建模工具和專業建模工具，專業建模工具相比通用建模工具精確度較高，但是由于計算機解算能力發展的限制，需要對通過專業建模工具所構建的數字仿真模型進行簡化處理后才能進行仿真解算。在完成數字仿真模型的搭建后，還需要對數字仿真模型進行驗證，也就是采用被仿真對象的輸入去運行數字仿真模型，再比較數字仿真模型輸出的數據與被仿真對象相應輸出的數據的一致程度，通過驗證，能夠定量給出數字仿真模型的逼真度和仿真結果置信度。傳統的數字仿真模型建模和驗證過程是相對獨立的兩個過程，也就是說，數字仿真模型建立完成后，模型的驗證結果只給出衡量模型準確度的量化指標，若量化指標較低(表明數字仿真模型的準確度不高)，需要建模人員自行對數字仿真模型進行修正，之后再重復模型驗證過程，直到數字仿真模型滿足期望指標要求，如此反復，導致對數字仿真模型的修正效率較低。
技術實現思路
有鑒于此，本專利技術提供一種數字仿真模型的修正方法及系統，以實現對數字仿真模型的自動修正，提高數字仿真模型的修正效率。一種數字仿真模型的修正方法，包括：采用通用建模工具對被仿真對象進行數學模型搭建，得到簡化數字仿真模型；采用專業建模工具對所述被仿真對象進行數學模型搭建，得到精細數字仿真模型；以所述精細數字仿真模型為衡量標準，對所述簡化數字仿真模型的模型結構和模型參數做初步驗證，并對不符合第一預設要求的模型結構和模型參數進行修正；利用所述被仿真對象的第一組實驗數據對初步驗證修正后的簡化數字仿真模型做再次驗證，并通過預設模型驗證方法對該簡化數字仿真模型的模型參數做再次修正，直至在相同的輸入下修正后的簡化數字仿真模型的輸出數據與所述被仿真對象對應的輸出數據的一致性衡量指標滿足預設接受值；利用所述被仿真對象的第二組實驗數據作為所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型的輸入，經過該簡化數字仿真模型的仿真計算，得到該組實驗數據對應的輸出數據；計算該組輸出數據與所述被仿真對象對應的輸出數據的一致性衡量指標；判斷所述第二組實驗數據的一致性衡量指標是否滿足所述預設接受值；如果是，則將所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型作為最終確定簡化數字仿真模型；如果否，則以所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型的當前模型參數為尋優初始值，對模型參數進行尋優，獲得第二組模型參數，用尋優得到的所述第二組模型參數對該簡化數字仿真模型的模型參數進行修正，再以兩組實驗數據作為利用所述第二組模型參數修正得到簡化數字仿真模型的輸入，再次進行計算、判斷和尋優，直至兩組一致性衡量指標均滿足所述預設接受值，從而最終確定簡化數字仿真模型。優選的，所述以所述精細數字仿真模型為衡量標準，對所述簡化數字仿真模型的模型結構和模型參數做初步驗證，并對不符合第一預設要求的模型結構和模型參數進行修正的過程包括：對所述簡化數字仿真模型和所述精細數字仿真模型采用相同的輸入數據分別進行仿真，得到各自對應的輸出數據；以所述精細數字仿真模型得到的輸出數據為衡量標準，判斷所述簡化數字仿真模型得到的輸出數據和所述精細數字仿真模型得到的輸出數據是否符合所述第一預設要求；如果否，則對所述簡化數字仿真模型的模型結構和模型參數進行修正，直至兩種數字仿真模型的輸出數據符合所述第一預設要求。優選的，在所述對所述簡化數字仿真模型和所述精細數字仿真模型采用相同的輸入數據分別進行仿真，得到各自對應的輸出數據之前，還包括：將多組輸入數據作用于所述被仿真對象，得到所述被仿真對象的多組實際輸出數據；將相同的多組輸入數據作為所述精細數字仿真模型的輸入數據，對所述精細數字仿真模型進行仿真，得到所述精細數字仿真模型對應的多組輸出數據；將所述精細數字仿真模型的多組輸出數據和所述被仿真對象的對應的多組實際輸出數據進行對比，判斷所述精細數字仿真模型的輸出數據和所述被仿真對象的實際輸出數據是否符合第二預設要求；如果否，則對所述精細數字仿真模型的模型結構及模型參數進行修正，直至所述精細數字仿真模型的輸出數據和所述被仿真對象的實際輸出數據符合所述第二預設要求。一種數字仿真模型的修正系統，包括：第一模型搭建單元，用于采用通用建模工具對被仿真對象進行數學模型搭建，得到簡化數字仿真模型；第二模型搭建單元，用于采用專業建模工具對所述被仿真對象進行數學模型搭建，得到精細數字仿真模型；第一修正單元，用于以所述精細數字仿真模型為衡量標準，對所述簡化數字仿真模型的模型結構和模型參數做初步驗證，并對不符合第一預設要求的模型結構和模型參數進行修正；第二修正單元，用于利用所述被仿真對象的第一組實驗數據對初步驗證修正后的簡化數字仿真模型做再次驗證，并通過預設模型驗證方法對該簡化數字仿真模型的模型參數做再次修正，直至在相同的輸入下修正后的簡化數字仿真模型的輸出數據與所述被仿真對象對應的輸出數據的一致性衡量指標滿足預設接受值；輸出數據獲取單元，用于利用所述被仿真對象的第二組實驗數據作為所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型的輸入，經過該簡化數字仿真模型的仿真計算，得到該組實驗數據對應的輸出數據；計算單元，用于計算該組輸出數據與所述被仿真對象對應的輸出數據的一致性衡量指標；第一判斷單元，用于判斷所述第二組實驗數據的一致性衡量指標是否滿足所述預設接受值；第一確定單元，用于在所述第一判斷單元判斷出所述第二組實驗數據的一致性衡量指標滿足所述預設接受值之后，則將所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型作為最終確定簡化數字仿真模型；第二確定單元，用于在所述第一判斷單元判斷出所述第二組實驗數據的一致性衡量指標不滿足所述預設接受值之后，以所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型的當前模型參數為尋優初始值，對模型參數進行尋優，獲得第二組模型參數，用尋優得到的所述第二組模型參數對該簡化數字仿真模型的模型參數進行修正，再以兩組實驗數據作為利用所述第二組模型參數修正得到簡化數字仿真模型的輸入，再次進行計算、判斷和尋優，直至兩組一致性衡量指標均滿足所述預設接受值，從而最終確定簡化數字仿真模型。優選的，所述第一修正單元包括：第一仿真子單元，用于對所述簡化數字仿真模型和所述精細數字仿真模型采用相同的輸入數據分別進行仿真，得到各自對應的輸出數據；第一判斷子單元，用于以所述精細數字仿真模型得到的輸出數據為衡量標準，判斷所述簡化數字仿真模型得到的輸出數據和所述精細數字仿真模型得到的輸出數據是否符合所述第一預設要求；第一修正子單元，用于在所述第一判斷子單元判斷出所述簡化數字仿真模型得到的輸出數據和所述精細數字仿真模型得到的輸出數據不符合所述第一預設要求之后，對所述簡化數字仿真模型的模型結構和模型參數進行修正，直至兩種數字仿真模型的輸出數據符合所述第一預設要求。優選的，還包括：實驗數據提取子本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種數字仿真模型的修正方法，其特征在于，包括：采用通用建模工具對被仿真對象進行數學模型搭建，得到簡化數字仿真模型；采用專業建模工具對所述被仿真對象進行數學模型搭建，得到精細數字仿真模型；以所述精細數字仿真模型為衡量標準，對所述簡化數字仿真模型的模型結構和模型參數做初步驗證，并對不符合第一預設要求的模型結構和模型參數進行修正；利用所述被仿真對象的第一組實驗數據對初步驗證修正后的簡化數字仿真模型做再次驗證，并通過預設模型驗證方法對該簡化數字仿真模型的模型參數做再次修正，直至在相同的輸入下修正后的簡化數字仿真模型的輸出數據與所述被仿真對象對應的輸出數據的一致性衡量指標滿足預設接受值；利用所述被仿真對象的第二組實驗數據作為所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型的輸入，經過該簡化數字仿真模型的仿真計算，得到該組實驗數據對應的輸出數據；計算該組輸出數據與所述被仿真對象對應的輸出數據的一致性衡量指標；判斷所述第二組實驗數據的一致性衡量指標是否滿足所述預設接受值；如果是，則將所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型作為最終確定簡化數字仿真模型；如果否，則以所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型的當前模型參數為尋優初始值，對模型參數進行尋優，獲得第二組模型參數，用尋優得到的所述第二組模型參數對該簡化數字仿真模型的模型參數進行修正，再以兩組實驗數據作為利用所述第二組模型參數修正得到簡化數字仿真模型的輸入，再次進行計算、判斷和尋優，直至兩組一致性衡量指標均滿足所述預設接受值，從而最終確定簡化數字仿真模型。...

【技術特征摘要】
1.一種數字仿真模型的修正方法，其特征在于，包括：采用通用建模工具對被仿真對象進行數學模型搭建，得到簡化數字仿真模型；采用專業建模工具對所述被仿真對象進行數學模型搭建，得到精細數字仿真模型；以所述精細數字仿真模型為衡量標準，對所述簡化數字仿真模型的模型結構和模型參數做初步驗證，并對不符合第一預設要求的模型結構和模型參數進行修正；利用所述被仿真對象的第一組實驗數據對初步驗證修正后的簡化數字仿真模型做再次驗證，并通過預設模型驗證方法對該簡化數字仿真模型的模型參數做再次修正，直至在相同的輸入下修正后的簡化數字仿真模型的輸出數據與所述被仿真對象對應的輸出數據的一致性衡量指標滿足預設接受值，獲得根據所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型，并繼續執行以下步驟；利用所述被仿真對象的第二組實驗數據作為所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型的輸入，經過該簡化數字仿真模型的仿真計算，得到該組實驗數據對應的輸出數據；計算該組輸出數據與所述被仿真對象對應的輸出數據的一致性衡量指標；判斷所述第二組實驗數據的一致性衡量指標是否滿足所述預設接受值；如果是，則將所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型作為最終確定簡化數字仿真模型；如果否，則以所述第一組實驗數據得到的簡化數字仿真模型的當前模型參數為尋優初始值，對模型參數進行尋優，獲得第二組模型參數，用尋優得到的所述第二組模型參數對該簡化數字仿真模型的模型參數進行修正，再以兩組實驗數據作為利用所述第二組模型參數修正得到簡化數字仿真模型的輸入，再次進行計算、判斷和尋優，直至兩組一致性衡量指標均滿足所述預設接受值，從而最終確定簡化數字仿真模型。2.根據權利要求1所述的修正方法，其特征在于，所述以所述精細數字仿真模型為衡量標準，對所述簡化數字仿真模型的模型結構和模型參數做初步驗證，并對不符合第一預設要求的模型結構和模型參數進行修正的過程包括：對所述簡化數字仿真模型和所述精細數字仿真模型采用相同的輸入數據分別進行仿真，得到各自對應的輸出數據；以所述精細數字仿真模型得到的輸出數據為衡量標準，判斷所述簡化數字仿真模型得到的輸出數據和所述精細數字仿真模型得到的輸出數據是否符合所述第一預設要求；如果否，則對所述簡化數字仿真模型的模型結構和模型參數進行修正，直至兩種數字仿真模型的輸出數據符合所述第一預設要求。3.根據權利要求2所述的修正方法，其特征在于，在所述對所述簡化數字仿真模型和所述精細數字仿真模型采用相同的輸入數據分別進行仿真，得到各自對應的輸出數據之前，還包括：將多組輸入數據作用于所述被仿真對象，得到所述被仿真對象的多組實際輸出數據；將相同的多組輸入數據作為所述精細數字仿真模型的輸入數據，對所述精細數字仿真模型進行仿真，得到所述精細數字仿真模型對應的多組輸出數據；將所述精細數字仿真模型的多組輸出數據和所述被仿真對象的對應的多組實際輸出數據進行對比，判斷所述精細數字仿真模型的輸出數據和所述被仿真對象的實際輸出數據是否符合第二預設要求；如果否，則對所述精細數字仿真模型的模型結構及模型參數進行修正，直至所述精細數字仿真模型的輸出數據和所述被仿真對象的實際輸出數據符合所述第二預設要求。4.一種數字仿真模型的修正系統，其特征在于，包括：第一模型搭建單元，用于采用通用建模工具對被仿真對象進行數學模型搭建，得到簡化數字仿真模型；第二模型搭建單元，用于采用專業建模工具對所述被仿真對象進行數學模型搭建，得到精細數字仿真模型；第一修正單元，用于以所述精細數字仿真模型為衡量標準，對所述簡化...

【專利技術屬性】
技術研發人員：羅喜霜，林文慧，周翩，
申請(專利權)人：北京潤科通用技術有限公司，
類型：發明
國別省市：北京;11