一种基于超体积迭代策略的代理模型试验设计方法技术

本发明专利技术公开了一种基于超体积迭代(Hyper‑volume Iteration,HVI)策略的代理模型试验设计方法。该方法所得到的设计结果更加符合实际需要，工程适用性更强。首先提出了一种新的基于“超体积差平移基准线”思想的策略，对代理模型构建过程中试验设计即样本点的选择方法进行了改进，与传统的均布化布点或是高斯积分点思想不同，本发明专利技术提出了一种新的基于辛普森公式的自适应积分点布置方法，其核心思想在于：为了提高精度，同时兼顾计算量，在函数变化较为剧烈的地方选取较多的积分点，在函数变化较为平坦的地方选取较少的积分点。本发明专利技术的优势在于我们可依据目标函数的具体特征，进行智能化的积分点排布，从而有效避免主观性导致的计算精度问题，或是积分点冗余问题。

An experimental design method of surrogate model based on super volume iterative strategy

The invention discloses a hypervolume based iterative (Hyper volume Iteration, HVI) agent model test design methods and strategies. The design results obtained by this method are more in line with the actual needs, and the applicability of the project is stronger. Firstly, based on a new \super volume difference translation baseline\ thought of strategy, in the process of constructing the experimental design that sample point selection method of agent model was improved, and the traditional uniform distribution of Gauss points or is thought to be different, the invention proposes a method of adaptive integral arrangement based on the Simpson formula, the core idea is: in order to improve the accuracy, taking into account the amount of calculation, the function of the intense variety of local selected points more, the function change relatively flat place selection points less. The advantage of this method is that we can intelligently arrange the integral points according to the specific characteristics of the objective function, so as to avoid the computational accuracy caused by subjectivity or the redundancy of integral points.

【技术实现步骤摘要】
一种基于超体积迭代策略的代理模型试验设计方法
本专利技术涉及代理模型构建过程中试验设计的
，特别涉及一种基于超体积迭代策略的代理模型试验设计方法。
技术介绍
飞行器设计中经常遇到大规模设计参数的寻优问题，例如，大型飞机的机翼气动设计就需要对约100个设计参数进行优化，面向全机的设计参数则可达到数千至上万。大规模设计参数寻优往往需要更大规模的数值计算，而以目前的计算能力而言，直接计算的寻优效率非常低。为解决飞行器设计中大规模参数的优化设计，一方面要继续加强对高性能计算能力建设的投入，另一方面也应积极开展高效率、低要求的计算方法研究。代理模型(SurrogateModel)就是作为解决上述问题的一个可行的方法而出现的。所谓代理模型，是指在不降低精度的情况下构造的一个计算量小，计算周期短，但计算结果与数值分析或物理试验结果相近的数学模型。其构造过程通常可以分为如下几步：1)通过试验设计，在设计空间中确定构造模型所用的样本点xi的位置,其中xi＝(x1，x2，…，xm)，i＝1，…，m是一个m维的空间点；2)利用分析软件或试验的方法确定系统在样本点分处的响应值，并利用它们构成一系列样本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于超体积迭代策略的代理模型的试验设计方法，其特征在于：该方法实现步骤如下：步骤一：根据工程实际需要，选取相应的设计变量，具体在飞行器结构优化设计领域，根据尺寸，材料属性以及载荷信息确定的样本库，选取合适的设计变量以及约束条件，同时，结合设计经验定义初始区域[x1,x2]和许用容差ε；步骤二：对于某一结构在外载荷激励下的响应函数f(x)，逐一计算当前区域端点x1,x2和中点xc的目标函数值，利用辛普森公式计算面积S0；

【技术特征摘要】
1.一种基于超体积迭代策略的代理模型的试验设计方法，其特征在于：该方法实现步骤如下：步骤一：根据工程实际需要，选取相应的设计变量，具体在飞行器结构优化设计领域，根据尺寸，材料属性以及载荷信息确定的样本库，选取合适的设计变量以及约束条件，同时，结合设计经验定义初始区域[x1,x2]和许用容差ε；步骤二：对于某一结构在外载荷激励下的响应函数f(x)，逐一计算当前区域端点x1,x2和中点xc的目标函数值，利用辛普森公式计算面积S0；步骤三：将区间S1左右两部分分为2个子域SI和SII，调用公式计算面积S1，步骤四：判断|S1-S0|≥ε是否成立，若不成立，则结束取样过程，选定得到的积分点为样本点，构建代理模型，若成立，则转至步骤五；步骤五：若|S1-S0|≥ε成立，保留积分结果，对设计域继续剖分，增设积分点，重复步骤三、步骤四，直至达到收敛要求；步骤六：利用得到的积分点构造代理模型。2.根据权利要求1所述的一种基于超体积迭代策略的代理模型试...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓军，倪博文，王磊，刘易斯，罗振先，刘冠华，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11