[发明专利]对涉及动态系统实验结果的计算机模型评分的系统和方法

说明书

技术领域

本公开涉及用于对与用于动态系统的经验结果相关的用于输出动态系统的计算机模型进行评分的系统和方法。

背景技术

计算机辅助工程（CAE）已经成为用于减少样机车辆测试和缩短产品开发时间的重要工具。例如，CAE的目标之一是减少或消除目前各种类型的认证（诸如针对汽车系统的安全认证）所依赖的广泛的物理样机测试。在利用计算机模型对各种车辆动态系统进行产品开发之前，必须对计算机模型的品质、可靠性和预测能力进行系统性的定量评估。此外，动态系统的模型验证的关键难点之一的示例为多数响应是可通过时程曲线表示的功能性响应。这就要求开发一种客观度量，该客观度量可对与关键特征（诸如经验测试曲线之间的相移、幅度和斜率）关联的时程和模型预测两者之间的差异进行评估。

现有度量“响应时程的误差评估（EARTH）”提供了三种独立的测量来对涉及与功能响应的关键特征（诸如相位误差、幅度误差和斜率误差）关联的经验数据的计算机模型的预测的结果进行估计，其中，所述关键特征表示响应的物理特性。该度量使用动态时间规整来降低测三种类型的误差之间的相互作用，其中，该度量测量与模型预测相关的经验数据的时程之间的差异，并且与许多其它度量相比，该度量具有较少数量的度量调整参数。因为三种误差的范围可能很不一样，并且没有可单独地提供量化评估的单独的评分，所以原始的EARTH度量采用线性回归法来将三个误差组合为一个得分。采用数值优化法来识别线性系数，从而产生的EARTH评分可与特定应用的领域专家的主观评分紧密匹配。然而，EARTH度量中的分量误差的线性组合主要基于数值，并且依赖于应用；因此可能无法扩展到其它应用。此外，EARTH度量的敏感度研究指示：针对在估计中使用的样本数量，EARTH度量无法为某些应用提供期望的健壮性。具体地，幅度和斜率误差基于在分析中使用的样本数量而显著地变化。

发明内容

一种在计算机系统上执行的计算机实现的方法，所述方法用于基于对与存储在计算机可读存储装置中的经验测试数据相关的计算机产生的数据的分析来确定用于动态系统的计算机模型的客观度量，所述方法包括：：对与经验测试数据相关的计算机产生的数据进行时移，并且针对每个时移数据集来计算关联的互相关；基于提供最大互相关的时移数据集来确定相位误差和相位得分；使用仅基于时移数据集和测试数据的关联的数据点之间的距离的成本函数来对最大互相关时移数据集执行动态时间规整，并且确定关联的幅度误差和幅度得分；基于最大相关时移数据集和测试数据来确定斜率误差和斜率得分；将相位得分、幅度得分和斜率得分进行组合，以确定用于计算机模型的客观度量。在各个实施例中，所述系统和方法还可包括对度量参数的自动校准。所述自动校准可包括对存储在计算机可读存储装置中的相应的数据库中的主观评分的比较，其中，所述数据库包括表示代表性的经验数据集和计算机产生的数据集之间的相似性的数据。可对度量参数进行调整或优化，以使客观度量与学科专家的主观评分相应。

可通过下述步骤来分别基于相应的相位误差、幅度误差和斜率误差来确定相位得分、幅度得分和斜率得分：如果相应的误差超出关联的参数最大阈值，则将得分确定为0；如果相应的误差小于关联的参数公差阈值，则将得分确定为100%；其它使用回归法来确定基于相应的误差的得分。

将相位得分、幅度得分和斜率得分进行组合的步骤可包括：对每个得分应用权重因数，以产生相应的加权得分；将相应的加权得分相加，以确定客观度量。

针对每个得分的权重因数是常数。

客观度量范围是0和1之间的值。

确定与斜率误差的步骤可包括：将最大互相关时移数据集划分为分别具有多个数据点的多个间隔；计算与每个间隔相应的斜率的平均值；基于斜率的平均值来确定斜率误差。

一种由计算机执行的计算机实现的方法包括：对与测试数据相关的计算机模型产生的数据进行时移，并且针对每个时移数据集计算关联的互相关；确定与时移数据集的相位、幅度和斜率关联的误差和得分，其中，使用独立于针对时移数据集和测试数据的数据点的斜率的成本函数来确定幅度误差和得分。

可通过在计算机中执行的自动校准处理来确定关联的参数最大阈值和关联的公差阈值，所述自动校准处理使用存储在与计算机进行通信的计算机可读存储装置中的关联的多个主观评分来将计算机产生的数据与测试数据进行比较。