[发明专利]飞行器结构响应特性预示方法、装置、设备和介质

权利要求书

1.一种飞行器结构响应特性预示方法，其特征在于，包括步骤：

获取待预示飞行器结构的设计变量及所述设计变量的变化范围；

采用拉丁超立方实验设计方法在所述设计变量的变化范围内分别生成均匀分布的训练集和测试集；所述训练集包括由所述设计变量的维度确定的多个训练集样本点，所述测试集包括由所述设计变量的维度确定的多个测试集样本点；

利用有限元分析仿真方法生成所述训练集对应的结构响应特性训练集；所述结构响应特性训练集由所述训练集样本点及相应有限元分析仿真结果组成；

基于所述结构响应特性训练集，采用径向基函数方法构建所述飞行器结构的结构响应特性近似模型，并构建所述结构响应特性近似模型的辅助优化问题；

利用差分进化算法对所述辅助优化问题进行寻优处理，获得在所述测试集的测试集样本点处的最优形状参数；

将所述最优形状参数代入所述结构响应特性近似模型，重建得到所述飞行器结构的响应特性近似模型并利用所述响应特性近似模型预示所述飞行器结构的结构响应特性。

2.根据权利要求1所述的飞行器结构响应特性预示方法，其特征在于，基于所述结构响应特性训练集，采用径向基函数方法构建所述飞行器结构的结构响应特性近似模型，并构建所述结构响应特性近似模型的辅助优化问题的步骤，包括：

基于所述结构响应特性训练集，构建所述结构响应特性近似模型；

根据所述结构响应特性近似模型在所述测试集上的计算残差，构建所述结构响应特性近似模型的辅助优化问题；所述计算残差为所述结构响应特性近似模型在所述测试集样本点处的预测结构响应特性代入所述有限元分析仿真方法中的偏微分方程等式得到的计算残差。

3.根据权利要求2所述的飞行器结构响应特性预示方法，其特征在于，所述辅助优化问题为：

其中，R(c)表示所述结构响应特性近似模型在所述测试集样本点处的预测结构响应特性代入所述有限元分析仿真方法中的偏微分方程等式得到的计算残差，表示预测值代入所述飞行器结构的系统微分方程G(u)＝0后得到的残差向量，c表示所述结构响应特性近似模型的形状参数向量，c的维度与所述结构响应特性训练集的样本点数量一致，n表示所述测试集的测试集样本点数量。

4.根据权利要求2所述的飞行器结构响应特性预示方法，其特征在于，所述结构响应特性近似模型为：

其中，表示模型输出的结构响应特性，x表示所述设计变量，r_i(x)表示第i个基函数，ω_i表示第i个基函数的相应系数，m表示所述训练集的训练集样本点数量，基函数r_i(x)为：

其中，c_i表示第i个径向基函数的形状参数。

5.根据权利要求1至4任一项所述的飞行器结构响应特性预示方法，其特征在于，采用拉丁超立方实验设计方法在所述设计变量的变化范围内分别生成均匀分布的训练集和测试集的步骤前，还包括：

根据所述设计变量的维度，分别确定所述训练集的训练集样本点数量和所述测试集的测试集样本点数量。

6.根据权利要求5所述的飞行器结构响应特性预示方法，其特征在于，所述飞行器结构为飞行器的桁架系统。

7.根据权利要求6所述的飞行器结构响应特性预示方法，其特征在于，所述设计变量为所述桁架系统的单元截面积，所述结构响应特性为桁架系统中所有节点在不同方向上的位移。