【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及多学科建模，尤其涉及一种多学科优化模型构建系统及方法。
技术介绍
1、现代飞行器设计过程中往往涉及众多学科，包括总体、气动、动力、结构、控制等专业学科以及众多细分的二级学科等等。在设计过程中各个专业相互制约，相互联系，系统耦合度较高，一般需要开展大量方案迭代才能得到最优方案，在工程应用中一般通过多学科优化的方式以获取系统最优解。当前众多的多学科优化工业软件中不乏图形化，节点化操作的多学科优化软件，其基本的步骤包括：
2、(1)确定各学科执行顺序；
3、(2)基于二次开发方法构建参数化多学科联合仿真流程并自动提取分析结果；
4、(3)确定优化变量、优化目标、优化约束和优化算法；
5、(4)启动优化分析。
6、其中，由于第(2)步构建参数化多学科联合仿真流程的二次开发方法往往需要较强的二次开发功底、以及参数化建模能力，工作量巨大，同时采用传统的代码编程的方式构建多学科优化模型也面临代码构建难度大，学习门槛较高等问题，这对多学科优化技术在实际产品设计(如发动机设计、燃烧室壳体设计等)中的落地实施带来极大的困难，不利于多学科优化技术的快速推广与应用。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术的问题，提供一种多学科优化模型构建系统及方法。
2、本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种多学科优化模型构建系统，系统具体包括模板库、模型构建模块、以及模型解析与求解模块；
3、模板库包
4、模型构建模块包括优化图形工具箱、画布、连接器、优化模型视图；优化图形工具箱中包括优化算法图形、起点与终点图形、优化参数设置图形、优化目标求解图形，通过连接器将至少一优化算法图形、至少一起点与终点图形、至少一优化参数设置图形、至少一优化目标求解图形进行互联，进而形成图形化多学科优化模型的完整优化循环；画布用于编辑和展示构建的图形化多学科优化模型；优化模型视图用于对画布中搭建的图形化多学科优化模型进行可视化展示；
5、模型解析与求解模块用于将搭建的图形化多学科优化模型解析为可执行的多学科优化程序并执行。
6、在一示例中，所述系统还包括元模型，用于驱动三方软件对产品进行参数化设计与分析，以及实现元模型间的数据交互与管理；通过对元模型进行基础设置进而完成对模板库中模板的构建，基础设置包括对参数化设计模板、分析模板、设计参数进行设置。
7、在一示例中，所述系统还包括设计向导，用于获取基于元模型构建的模板并显示；通过将设计向导中模板映射至画布，从而实现设计分析流程的优化目标求解图形的创建和初始化设置。
8、在一示例中，所述形成图形化多学科优化模型的完整优化循环包括：
9、将起点、终点、优化目标求解图形之间通过连接器中有向线连接，并从起点指向第一个执行的优化目标求解图形，并按照执行顺序依次指向下一个需要执行的优化目标求解图形，并以终点为结尾，从而形成一个完整的可执行流程；
10、通过连接器中无向线将优化算法图形和优化参数设置图形连接，通过无向线将待优化区域起始优化目标求解图形、终止优化目标求解图形分别与优化算法图形、参数设置图形连接，从而形成完整优化循环。
11、在一示例中，所述形成完整优化循环后还包括：
12、在完整优化循环中待优化区域内继续选择局部优化区域继续构建局部优化循环，从而实现优化嵌套。
13、在一示例中，所述优化目标求解图形具有图形嵌套功能，包括：
14、在一个优化目标求解图形中嵌套至少一个优化目标求解图形，并且多个优化目标求解图形之间按照执行循序通过连接器中有向线连接，或者通过形成所述优化循环进而嵌套至局部优化循环。
15、在一示例中，所述优化目标求解图形用于对求解流程进行设置，包括流程执行指令脚本设置、结果提取设置、目标值计算、约束设置；
16、流程执行指令脚本中包含待优化参数，通过标签加参数名的方式实现流程执行指令脚本中关联参数的绑定；
17、结果提取设置中需要设置的内容包括结果参数、结果提取指令脚本，结果参数用于实现参数数量设置，结果提取指令脚本将获取的计算结果记录至设置的结果参数中，结果提取指令脚本与结果参数通过标签加参数名的方式绑定；
18、约束设置用于设置优化约束，被约束参数与结果参数之间通过标签加指定字符串方式绑定；
19、目标值计算设置用于设置单个计算目标或多个计算目标，通过对目标值解析并通过结果参数值运算得到目标值，结果参数与指令脚本通过标签加参数名的方式绑定。
20、需要进一步说明的是，上述系统各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
21、本专利技术还包括一种多学科优化模型构建方法，与上述任一示例或者多个示例组合形成的系统具有相同专利技术构思，包括以下步骤：
22、开发参数化设计模板和/或参数化分析模板，进而构建产品的多学科优化模型；
23、新建优化项目，并从优化图形工具箱中选择至少一个优化算法图形、起点与终点图形、与优化算法图形数量相等的优化参数设置图形；
24、从优化图形工具箱中选择至少一个优化目标求解图形，完成至少一个相应的优化目标求解图形的创建与初始化，重复本步骤，直至完成所有优化目标求解图形的创建；
25、通过连接器将至少一优化算法图形、至少一起点与终点图形、至少一优化参数设置图形、至少一优化目标求解图形进行互联，进而形成图形化多学科优化模型的完整优化循环；
26、解析图形化多学科优化模型得到可执行的多学科优化程序并执行，并实时查看分析结果。
27、在一示例中，所述方法还包括：
28、在完整优化循环中待优化区域内继续选择局部优化区域继续构建局部优化循环从而实现优化嵌套。
29、在一示例中，所述完成至少一个相应的优化目标求解图形的创建与初始化还包括：
30、从设计向导中选择相应模板并映射至画布，从而完成至少一个相应的优化目标求解图形的创建与初始化。
31、需要进一步说明的是，上述方法各示例对应的技术特征可以相互组合或替换构成新的技术方案。
32、与现有技术相比，本专利技术有益效果是：
33、1.在一示例中，在已经集成各学科参数化设计模型和参数化分析模型基础上，通过选择对应参数化设计模板和参数化分析模板，实现多学科优化模型的快速构建，大大降低了参数化模型二次开发难度，无需进行相关学科参数化设计与分析模板的构建，从而将模型构建重点放在优化参数选取、优化目标优化约束确定、优化算法选择层面，从而降低多学科优化的应用门槛，构建难度低，使得设计人员更容易掌握和使用，并且大大降低了模型构建工作量，极大地提高了模型的复用率，推导了产品设计的落地，利于多学科优化技术的快速本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：其包括模板库、模型构建模块、以及模型解析与求解模块；
2.根据权利要求1所述的一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：所述系统还包括元模型，用于驱动三方软件对产品进行参数化设计与分析，以及实现元模型间的数据交互与管理；通过对元模型进行基础设置进而完成对模板库中模板的构建，基础设置包括对参数化设计模板、分析模板、设计参数进行设置。
3.根据权利要求2所述的一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：所述系统还包括设计向导，用于获取基于元模型构建的模板并显示；通过将设计向导中模板映射至画布，从而实现设计分析流程的优化目标求解图形的创建和初始化设置。
4.根据权利要求1所述的一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：所述形成图形化多学科优化模型的完整优化循环包括：
5.根据权利要求4所述的一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：所述形成完整优化循环后还包括：
6.根据权利要求5所述的一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：所述优化目标求解图形具有图形嵌套功能，包括：
7.根据权
8.一种多学科优化模型构建方法，其特征在于：基于权利要求1-7任一项所述系统进行实施，包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种多学科优化模型构建方法，其特征在于：所述方法还包括：
10.根据权利要求8所述的一种多学科优化模型构建方法，其特征在于：所述完成至少一个相应的优化目标求解图形的创建与初始化还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：其包括模板库、模型构建模块、以及模型解析与求解模块；
2.根据权利要求1所述的一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：所述系统还包括元模型，用于驱动三方软件对产品进行参数化设计与分析，以及实现元模型间的数据交互与管理；通过对元模型进行基础设置进而完成对模板库中模板的构建，基础设置包括对参数化设计模板、分析模板、设计参数进行设置。
3.根据权利要求2所述的一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：所述系统还包括设计向导，用于获取基于元模型构建的模板并显示；通过将设计向导中模板映射至画布，从而实现设计分析流程的优化目标求解图形的创建和初始化设置。
4.根据权利要求1所述的一种多学科优化模型构建系统，其特征在于：所述形成图形化多学科优化模型的完整优化循环包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：甘娥忠，倪铭，康健，王翔，林冬，陈浪，周敏超，唐捃博，耿发贵，徐望，
申请(专利权)人：四川航天系统工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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