[发明专利]异源数据驱动的飞行器高效近似优化方法

权利要求书

1.异源数据驱动的飞行器高效近似优化方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一、在设计空间中通过标准拉丁超方试验设计方法生成初始高精度样本点，初始高精度样本点个数N_ini＝n_v+1，其中n_v为设计变量个数；判断是否存在满足约束的可行样本点，如果不存在，执行步骤二；如果存在，则采用标准拉丁超方试验设计方法继续采样至初始高精度样本点数达到n₀＝n_v(n_v+1)/2；调用飞行器系统高精度分析模型计算目标函数与约束函数的真实响应值并加入高精度样本点集Y_global，执行步骤三；

步骤二、基于集合Y_global内高精度样本点信息构造约束函数高精度分析模型的径向基函数(Radial basis function,RBF)代理模型在同时满足约束函数RBF预测值小于零与距离大于给定值的条件下使得约束违背度最小搜索初始设计空间内可行样本点；可行样本点搜索完成后，如果集合Y_global内高精度样本点数小于n₀，采用标准拉丁超方试验设计方法选取n₀-n_sub个高精度样本点，其中，n_sub为集合Y_global内样本点数；否则，不选取样本点；调用飞行器系统高精度分析模型计算目标函数与约束函数的真实响应值并加入高精度样本点集Y_global，执行步骤三；

步骤三、基于集合Y_global内高精度样本点信息构造目标函数与约束函数高精度分析模型的RBF代理模型；径向函数采用多二次函数形式并根据插值条件计算权重系数ω，其中形状系数c通过经验公式计算；

步骤四、如果当前迭代次数为1，根据集合Y_global内高精度样本点的目标函数值与约束违背度确定支配关系，构造过滤器；否则，根据新增样本点与过滤器内样本点支配关系，实现过滤器更新；

步骤五、通过有偏坐标扰动方法获取简单样本点集；所述施加有偏坐标扰动的方法包括确定扰动概率和生成简单样本点集两个步骤；

步骤六、基于步骤四确定的过滤器对步骤五生成的简单样本点集进行筛选得到过滤器接受样本点集Y_accept；如果集合Y_accept内样本点数小于新增样本点数n_s，预测值准则评价指标T_RBF选为约束违背度函数值以提高新增样本点可行性；否则，预测值准则评价指标选为目标函数值以提高新增样本点最优性；距离准则评价指标T_DIS选为集合Y_accept内样本点与集合Y_global内高精度样本点之间的最小欧氏距离；根据当前迭代次数、优化未改善情况C_stall与权重集合确定评价指标权重系数ω_s，计算总评分；选择总评分最小的样本点为新增样本点，调用飞行器系统高精度分析模型计算目标函数与约束函数的真实响应值并加入高精度样本点集Y_global；去除集合Y_accept与已有高精度样本点之间欧氏距离小于给定阈值T_coincide的样本点，生成备选样本点集Y_select；

步骤七、采用基于距离识别的模糊聚类选点策略从备选样本点集中选取局部高/低精度样本点，引导优化过程快速向全局可行最优解收敛，进而提高优化效率；所述基于距离识别的模糊聚类选点策略包括高精度样本点选点策略与低精度样本点选点策略两部分；

步骤八、根据集合Y_global内与迭代最优解距离最小的n_k＝(n_v+1)(n_v+2)/2个样本点构成的几何包络定义子区域Y_r，并利用区域Y_r内所有样本点构造PRSM代理模型；

步骤九、基于步骤七从备选样本点集中选取的新增高/低精度样本点信息构造Co-Kriging代理模型，通过Co-Kriging代理模型充分利用不同精度的飞行器多源仿真分析模型，实现复杂飞行器工程系统的保精度快响应预示，以迭代最优解为优化初始点并采用序列二次规划方法在子区域内开展局部优化获取伪最优解x_opt，调用飞行器系统高精度分析模型计算目标函数与约束函数的真实响应值并加入高精度样本点集Y_global；

步骤十、根据高/低精度样本点计算成本比值τ计算等效高精度分析模型调用次数N_equal＝N_global+N_cheap/τ；如果N_equal达到最大等效高精度分析模型调用次数，优化终止并输出当前最优解；否则，重复步骤三值步骤九，直至满足N_equal达到最大等效高精度分析模型调用次数，则完成飞行器系统优化问题求解，得到飞行器系统优化方案，即实现异源数据驱动的飞行器高效近似优化。