[发明专利]一种航空装备可靠性仿真数字孪生模型构建方法、设备、介质

权利要求书

1.一种航空装备可靠性仿真数字孪生模型构建方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1、进行参数化建模仿真；

步骤2、分析参数敏感度；

步骤3、基于数据驱动方法构建降阶模型；

步骤4、构建统一仿真框架下的数字孪生模型；

步骤5、进行集成仿真。

2.根据权利要求1所述的一种航空装备可靠性仿真数字孪生模型构建方法，其特征在于，所述步骤1中，在离线阶段构建模型仿真数据库，所述数据通过物理实体的数字模型开展虚拟仿真得到；通过改变所关注的参数的数值进行参数化求解，得到参数化的模型仿真数据库；所述所关注的参数包括材料属性、边界条件。

3.根据权利要求2所述的一种航空装备可靠性仿真数字孪生模型构建方法，其特征在于，所述步骤2包括：

基于步骤1得到的模型仿真数据库的仿真数据，使用敏感度分析方法，分析所关注的各个参数对结果影响的大小，将影响较大的参数用于步骤3的模型构建，所述影响较大的参数包括极差最大的若干个参数。

4.根据权利要求3所述的一种航空装备可靠性仿真数字孪生模型构建方法，其特征在于，所述步骤3包括：

基于步骤1得到的模型仿真数据库和步骤2得到的影响较大的参数，基于数据驱动方法构建降阶模型，具体包括：

步骤3.1基于本征正交分解法提取基向量：

首先构建由m个解列向量v⁽¹⁾，v⁽²⁾...v^(m)原始数据集组成的快照矩阵A，使得快照矩阵A的每一列数据对应于每个不同工作条件下或不同输入下的状态：

A＝{v⁽¹⁾，v⁽²⁾…v^(m)}

A不是方阵，所以不能对角化；为了分解快照矩阵，考虑的正交特征向量AA^T和A^TA代替；

AA^T＝U∑²U^T

A^TA＝V∑²V^T

使用奇异值分解方法，对快照矩阵A进行分解：

A＝U∑V^T

其中，U是左奇异矩阵，是本征正交分解法的基向量；∑是对角矩阵，V是右奇异矩阵。∑V^T组成系数矩阵；

步骤3.2提取系数矩阵：

基向量U每列u_i看作是一个模态，每个基向量u_i的系数α_i为：

使用前r阶数据，将快照数据重构为：

步骤3.3由参数拟合模态系数：

使用高斯过程回归完成由参数到模态系数的拟合。