[发明专利]一种基于支持向量机和多元回归的飞行器参数映射系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于支持向量机和多元回归的飞行器参数映射系统及方法，属于飞行器总体方案优化设计领域。

背景技术

随着优化技术在飞行器总体方案设计中的应用，较好的满足了快速获得优化的总体方案的需求。为了更好的解决前期方案筛选过程中，尽快选定某一最优方案，因此对于某些专业不可能采用高精度模型，而更希望通过响应参数与自变参数获得简单的、准确的数学关系，并用其代替高精度模型。参数映射分析是解决总体方案快速优化设计的重要辅助手段，利用高精度专业计算模型产生的响应参数与自变参数的数据样本对，结合现有的数学方法，建立两种参数之间的映射关系，并将其应用于优化设计过程，代替高精度计算模型。利用代数模型的微秒极的计算成本，换取更快速的方案设计。此外，随着样本数的增加，参数映射关系的精度也将随之提高，可以作为快速评估方案的有效辅助工具。目前，建立参数映射关系的方法通常是利用已有的数据样本直接构造响应参数与自变参数之间的数学关系，而忽略了数据样本中可能存在坏点的情况，即参数样本数据含有误差或噪声。

本发明提出一种基于支持向量机和多元回归的参数映射分析系统及方法，用于建立飞行器总体方案涉及的响应参数与自变参数之间的参数映射关系，并消除因数据中含有误差或噪声带来的影响，根据国内外有关文献检索情况，所查文献中没有相关文献与本技术密切相关。

发明内容

本发明的技术解决问题是：本发明提出一种基于支持向量机和多元回归的飞行器参数映射系统及方法，利用少量的飞行器方案涉及的响应参数与自变参数数据样本对，建立两者之间的参数映射关系，且在数据样本对中，允许部分响应参数的数据样本含有误差或噪声，并利用该参数映射代替高精度计算模型参与飞行器总体方案优化设计过程，满足快速获取最优飞行器总体方案的需求，提高优化效率。

本发明的技术解决方案：基于支持向量机和多元回归的飞行器参数映射系统，由5个模块组成，包括数据导入模块、参数映射校核模块、参数映射验证模块、参数映射确认模块、映射显示模块，如图1所示。

数据导入模块：将飞行器总体参数，包括实物试验数据、仿真分析数据、经验数据等数据文件进行导入，数据文件的格式为*.txt、*.dat、*.xls，并解析文件中飞行器的总体参数信息，即响应参数与自变参数，分别付给两个数组out[m]和in[n][m]。按照总体参数映射关系将实物试验数据、仿真分析数据、经验数据的响应参数与自变参数由数据文件转换为XML格式文件并保存于文件仓库，供参数映射校核模块、参数映射确认模块、参数映射确认模块调用；

参数映射校核模块：提取文件仓库中的实物试验数据文件，如test.xml，解析文件中的响应参数与自变参数，分别付给两个数组TY_out[n]和TX_in[n][m]，而后使用多元回归方法，建立响应参数与自变参数之间的参数映射关系vari_F，即校核映射，并基于校核映射对实物试验数据中的噪声进行降噪处理，随之产生一组新的、校核响应参数数据vari_TY[n]，将校核响应参数数据与原自变参数数据TX_in[n][m]以XML格式存储于文件仓库，如varification.xml，供参数验证模块调用；

参数映射验证模块：提取文件仓库中的经验数据文件，如experience.xml，解析文件中的响应参数与自变参数，分别付给两个数组EY_out[n]和EX_in[n][m]，再使用代数组合方式，即组合归一化方法，对响应数据进行验证，其方法为：按照数值比例将校核响应参数数据vari_TY[n]与经验响应参数数据EY_out[n]进行组合归一化，产生一组新的、验证响应参数数据vali_EY[n]，将验证响应参数数据与自变参数数据EX_in[n]以XML格式存储于文件仓库，如validation.xml，供参数映射确认模块调用；

参数映射确认模块：提取文件仓库中存储的、由参数映射验证模块提交的数据文件，如validation.xml，解析文件中的响应参数与自变参数，分别付给两个数组vali_out[n]和vali_in[n][m]，再使用支持向量机，建立响应参数与自变参数之间的参数映射关系vali_F，即确认映射，将确认映射以XML格式存储于文件仓库，供映射显示模块调用；

映射显示模块：接收参数映射校核模块、参数映射验证模块和参数映射确认模块发送的数据文件，解析文件中的响应参数与自变参数的信息，采用嵌入式窗口方式在系统进行二维或三维显示。

基于支持向量机和多元回归的飞行器参数映射方法，实现步骤如下：