[发明专利]一种数字孪生模型一致性精准判定方法及系统

说明书

本发明公开了一种数字孪生模型一致性精准判定方法及系统，包括：设计实体与模型激励模块，该模块分别向物理实体和虚拟模型发送激励帧，并将物理实体和虚拟模型的反馈结果存入FPGA中的双端口BRAM，并在一定条件下向数字孪生模型一致性判定模块发送标志位；设计数字孪生模型一致性精准判定模块，该模块在接收到实体与模型激励模块发送的标志位后，读取双端口BRAM中的物理实体和虚拟模型反馈结果，分别求取平均值，并将两者的平均值之差作为虚拟模型的负反馈。本发明能够在一定程度上提高数字孪生系统中物理实体与虚拟模型一致性判定的准确性，并在一定程度上实现虚拟模型的校正。

技术领域

本发明属于电子工程和计算机科学领域，具体涉及一种数字孪生模型一致性精准判定方法及系统。

背景技术

实现数字孪生的首要条件就是构建物理实体在虚拟空间中的模型，模型的逼真度直接影响整个数字孪生系统的性能，此处的模型不仅仅表现为虚拟空间里的三维模型，更多的表现为物理实体的行为、规则等约束的数学表达。在虚拟模型构建之后，如何验证其与物理实体的一致性是首先需要开展的，目前模型一致性问题的探讨主要围绕计算机领域中分布式系统展开，发明人尚未检索到数字孪生系统中有关虚拟模型与物理实体一致性判定的相关方法，为此，本发明公开了一种数字孪生模型一致性精准判定方法，包括设计实体与模型激励模块和数字孪生模型一致性精准判定模块，这两个模块跨接在物理实体和虚拟模型之间，通过激励的发送、结果的接收、反馈的计算以及多次的迭代，在验证虚拟模型与物理实体一致性的基础上，在一定程度上实现虚拟模型的校正，提高了数字孪生系统中虚拟模型构建的效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题为：提供一种数字孪生模型一致性精准判定方法及系统，该方法涵盖了实体与模型激励模块设计、数字孪生模型一致性精准判定模块设计，能够在验证虚拟模型与物理实体一致性的基础上，在一定程度上实现虚拟模型的校正，提高数字孪生系统中虚拟模型构建的效率。

本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：一种数字孪生模型一致性精准判定方法，包括：

步骤(1)、设计实体与模型激励模块和数字孪生模型一致性精准判定模块，在实体与模型激励模块中定义变量E表示激励帧发送次数，初始化E为0，在FPGA中实例化一个双端口BRAM，分别用porta和portb表示BRAM的两个端口；在数字孪生模型一致性精准判定模块中，定义变量F表示实体和模型反馈结果之差发送的次数F，初始化F为0，定义变量S表示实体和模型反馈结果之差，初始化S为0；

步骤(2)、实体与模型激励模块分别向物理实体和虚拟模型发送激励帧，并将物理实体和虚拟模型的反馈结果存入FPGA中的双端口BRAM，并在一定条件下向数字孪生模型一致性精准判定模块发送标志位'1'，具体实现如下：

(2.1)实体与模型激励模块分别向物理实体和虚拟模型发送激励帧，该激励帧是物理实体和虚拟型的输入，同时E加1；

(2.2)将物理实体和虚拟模型的反馈结果通过porta存入BRAM；

(2.3)当E大于等于设定值1时，停止激励帧的发送，并向数字孪生模型一致性精准判定模块发送标志位'1'；否则，返回步骤(2)中的(2.1)；

步骤(3)、数字孪生模型一致性精准判定模块在接收到实体与模型激励模块发送的标志位后，读取双端口BRAM中的物理实体和虚拟模型反馈结果，分别求取平均值，并将两者的平均值之差作为虚拟模型的负反馈，具体实现如下：

(3.1)当接收到实体与模型激励模块发送的标志位'1'时，数字孪生模型一致性精准判定模块通过portb分别读取BRAM中的物理实体和虚拟模型反馈结果，分别求取平均值，并将物理实体和虚拟模型反馈结果之差赋予S；复位标志位为'0'；

(3.2)数字孪生模型一致性精准判定模块将S发送给虚拟模型，并作为其负反馈的值，同时F加1；