数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法技术

本发明专利技术公开了数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法，包括以下步骤：(1)建立方法库，书写参数选择推理规则和算法选择推理规则；(2)建立比对与检验算法库；(3)书写遥测数据预处理程序及仿真结果预处理程序；(4)数据比对与检验；(5)自动生成比对检验结果报告。本发明专利技术模拟人对数据进行比对检验的过程，能够解决飞行器仿真结果的智能比对与检验的问题，提高了仿真结果比对的效率与正确性，为飞行器的故障预测与分析提供了依据。

Artificial Intelligence Comparison and Testing Method for Digital Aircraft Simulation Results

The invention discloses an artificial intelligence comparison and verification method for simulation results of digital aircraft, including the following steps: (1) establishing a method library, writing reasoning rules for parameter selection and algorithm selection; (2) establishing a comparison and verification algorithm library; (3) writing a telemetry data pre-processing program and simulation results pre-processing program; (4) data comparison and verification; (5) automatically generating comparison and inspection results. Presentation. The method simulates the process of comparing and checking the data, solves the problem of intelligent comparing and checking the simulation results of aircraft, improves the efficiency and correctness of comparing the simulation results, and provides a basis for fault prediction and analysis of aircraft.

【技术实现步骤摘要】
数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法
本专利技术涉及一种仿真结果智能比对与检验方法，尤其涉及数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法。
技术介绍
随着航天事业的蓬勃发展和任务要求的多样性提升，在轨卫星数目显著增加，卫星系统的复杂性不断提升，其在轨故障率也明显增加。目前，仅仅通过传统可靠性工程的方法和手段，依托专家和个人经验的人工分析方法已逐渐无法适应和确保卫星安全可靠运行对数据处理和分析的苛刻要求。仿真技术是一种利用数字世界对真实世界进行模拟的技术，具有可控性高、无破坏性、允许多次重复、受现实条件限制小等优势。从20世纪中期开始，随着航空航天领域的发展，仿真技术为航空航天提供了有效地辅助。近20多年来，伴随计算机、可视化等技术的飞速发展与融合，仿真技术在航空航天产品研制过程中获得了大规模应用，尤其是在设计等关键环节发挥着举足轻重的作用，成为航空航天产品数字化研制模式的主要组成部分。通过仿真结果与真实遥测数据的比对，检验并修正数字卫星模型，可提高仿真模型的精度。高精度的仿真模型可对真实卫星状态进行实时、精确的评估，有助于故障的早期发现与精准定位。复杂仿真系统的仿真结果具有规模大、纬度高、动态性强等特点，数据比对过程复杂费时难度大；因此亟待设计一种使用人工智能程序生成数字飞行器仿真结果的智能比对与检验方法，对飞行器仿真结果自动进行比对，书写比对检验报告，进而减少人的工作量。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术使用人工智能语言模拟人对数据进行比对的过程，以解决飞行器仿真结果的智能比对与检验结果展示问题，提高仿真结果比对的效率与正确性。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立方法库，书写参数选择推理规则和算法选择推理规则；(2)建立比对与检验算法库；(3)书写遥测数据预处理程序及仿真结果预处理程序；(4)数据比对与检验；(5)自动生成比对检验结果报告。优选地，所述步骤(1)中通过人工智能编程语言定义参数选择推理规则及算法选择推理规则，所述人工智能编程语言包括Prolog、LISP或Smalltalk。优选地，所述步骤(1)中的参数选择推理规则包括：1)根据比对层次顺序选择参数；2)根据任务定义选择主要参数；3)根据数据比对粒度选择参数。其中，1)为总纲，2)为根本，3)为辅助；即1)为总体原则，根据层次划分参数类别，罗列所有可能参数，然后根据2)从中选出主要的比对参数，最后根据3)看情况是否增删比对参数。优选地，所述步骤(2)中比对与检验算法库的建立包括：1)书写数据库接口程序：调用参数选择推理规则，确定比对参数，形成参数调度指令；比对完成后，调用算法选择推理规则，确定所需要的检验算法，形成检验算法调度指令；2)建立数据比对算法：对仿真量与对应遥测量在时间尺度上作差，差值成为残差；3)建立数据检验算法：包括统计分析、线性回归、支持向量机回归和傅里叶级数回归；4)书写算法调度程序：用于接收所述数据库接口程序的参数调度指令和检验算法调度指令；根据所述参数调度指令从遥测数据库及仿真归档数据库中提取数据，结合所述数据比对算法计算残差；然后根据所述检验算法调度指令，选择对应的数据检验算法进行数据处理。优选地，通过Matlab建立比对与检验算法库。Matlab拥有强大的数据处理能力，Matlab的工具箱和库函数包括多种常用的算法，在此基础上开发适合比对分析的新算法，可以节省大量的时间，提高效率。优选地，所述步骤(3)中通过C#书写所述遥测数据预处理程序和所述仿真结果预处理程序。优选地，所述遥测数据预处理程序根据用户需求筛选对应时间遥测数据并导入到遥测数据库；所述仿真结果预处理程序对仿真结果进行归档，形成仿真归档数据库，并建立遥测数据与仿真结果间的对应关系。对遥测数据及仿真结果进行预处理可方便后续数据的比对。优选地，所述步骤(4)中的数据比对检验过程为：1)所述数据库接口程序调用所述方法库中的参数选择推理规则，确定比对参数，所述遥测数据预处理程序和所述仿真结果预处理程序完成所述比对参数对应的遥测量和仿真量的预处理，并建立对应关系；2)所述数据库接口程序对所述算法调度程序发出参数调度指令，算法调度程序调用数据比对算法对所选比对参数进行数据比对；3)所述数据库接口程序调用所述方法库中的算法选择推理规则，确定检验算法，并对所述算法调度程序发出检验算法调度指令，所述算法调度程序调用数据检验算法完成检验，数据比对与检验结果存入数据库。优选地，所述步骤(5)包括：1)图自动生成；2)表自动生成；3)报告自动生成。经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法，使用描述性语言建立参数选择推理规则和算法选择推理规则，并且建立比对与检验算法库；使用遥测数据预处理程序导入遥测数据，仿真结果预处理程序处理仿真结果；然后根据比对与检验算法库结合参数选择推理规则和算法选择推理规则对经过预处理的遥测数据和仿真结果进行比对与检验，并自动生成比对检验结果报告。通过本专利技术方法对飞行器仿真结果自动进行比对，书写比对检验报告，减少了研究人员的工作量，大大提高仿真结果比对的效率与正确性，为模型改进和故障预测分析提供依据。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1附图为本专利技术提供的流程图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术实施例公开了数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法，如图1所示，其具体步骤包括：一、建立方法库使用Prolog、LISP、Smalltalk等人工智能编程语言定义参数选择推理规则和算法选择推理规则，存储为人工智能语言源程序。1.参数选择推理规则用于对遥测参数进行分析与排序，确定参数比对的顺序；具体地，参数选择推理规则包括：(1)根据层次关系确定比对顺序确定比对的层次性，根据层次关系确定比对顺序；比对层次的确定依循从整星到子系统再到部件的顺序；比对顺序的确定依循整体到局部的顺序，罗列出从整星到子系统到部件所有可能的比对参数。首先进行比对的参数为整星参数，包括整星运动特性参数、帆板运动特性参数和环境特性参数。其中整星运动特性参数包括轨道参数与姿态参数。之后对子系统级参数进行比对，比对的子系统参数包括供电子系统、热控子系统、推进子系统。供电子系统参数比对按能量输入、能量存储、能量消耗的顺序依次比对太阳电池阵参数、电源参数、部件电参数。热控子系统参数比对需先确定外热流与散热窗口参数，再依据长期平均温度不变的机理，比对设备温度，标定设备热功率；针对局部温度的偏差，进行局部热反馈系数的标定。推进子系统通过比对储箱压力及气瓶压力，标定推力计算参数。完成子系统级参本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立方法库，书写参数选择推理规则和算法选择推理规则；(2)建立比对与检验算法库；(3)书写遥测数据预处理程序及仿真结果预处理程序；(4)数据比对与检验；(5)自动生成比对检验结果报告。

【技术特征摘要】
1.数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)建立方法库，书写参数选择推理规则和算法选择推理规则；(2)建立比对与检验算法库；(3)书写遥测数据预处理程序及仿真结果预处理程序；(4)数据比对与检验；(5)自动生成比对检验结果报告。2.根据权利要求1所述的数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法，其特征在于，所述步骤(1)中通过人工智能编程语言定义参数选择推理规则及算法选择推理规则，所述人工智能编程语言包括Prolog、LISP或Smalltalk。3.根据权利要求1或2所述的数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法，其特征在于，所述步骤(1)中的参数选择推理规则包括：1)根据比对层次顺序选择参数；2)根据任务定义选择主要参数；3)根据数据比对粒度选择参数。4.根据权利要求1所述的数字飞行器仿真结果人工智能比对与检验方法，其特征在于，所述步骤(2)中比对与检验算法库的建立包括：1)书写数据库接口程序：调用参数选择推理规则，确定比对参数，形成参数调度指令；比对完成后，调用算法选择推理规则，确定所需要的检验算法，形成检验算法调度指令；2)建立数据比对算法：对仿真量与对应遥测量在时间尺度上作差，差值称为残差；3)建立数据检验算法：包括统计分析、线性回归、支持向量机回归和傅里叶级数回归；4)书写算法调度程序：用于接收所述数据库接口程序的参数调度指令和检验算法调度指令；根据所述参数调度指令从遥测数据库及仿真归档数据库中提取数据，结合所述数据比对算法计算残差；然后根据所述检验算法...

【专利技术属性】
技术研发人员：董云峰，解树聪，
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