[发明专利]一种虚拟系统实时状态同步方法

说明书

本发明提供的一种虚拟系统实时状态同步方法，其特征在于，所述同步方法包括：借助知识表示与知识学习，针对实际系统中的各类元素和问题，基于多智能体方法构建可计算、可重构、可编程的软件定义的对象、软件定义的流程、软件定义的关系；将对象、关系、流程等组合成软件定义的人工系统，利用人工系统对复杂系统问题进行建模；基于人工系统的“计算实验室”，利用计算实验,设计各类智能体的组合及交互规则，产生各类场景，求得各类场景下的最优策略；将人工系统与实际系统同时并举，通过一定的方式进行虚实互动，以平行执行引导和管理实际系统。进行虚实互动，以平行执行引导和管理实际系统。

技术领域

本发明涉及仿真平台数字化建模领域，尤其涉及一种虚拟系统实时状态同步方法。

背景技术

航天装备是复杂的高科技装备，对所有装备的高效健康管理和维护是确保航天装备成功发射以及正常应用的关键。近年来随着我国航天装备发射数量的大幅增加，需要保障的装备数目也越来越多，及其在国防和国民经济领域大量应用，传统的技术专家现场保障的服务模式已经难以满足航天发展需要。解决航天天上地下虚实系统实时状态同步方法，能及时准确在地下装置和真实的物理系统保持同步，降低航天装备系统故障的风险。

由于航天器电子系统发展水平有限，很多地面上成熟的复杂故障诊断模型、算法等还无法应用于航天器故障诊断中，需要地面提供更强的计算、存储、通信能力支持。真实物理航天装备中的航天装备系统是典型的由多个子系统构成的复杂系统，主要包括姿轨控、热控、电源、测控和有效载荷子系统等。由于物理航天设备运行时各个子系统之间相互协作、共同工作，所以物理航天设备中各个子系统的耦合状态仿真难度较大，且对专业性要求较大。现有的航天装备数字孪生构建技术一般通过数字化仿真平台去构建虚拟的仿真模型进行建模，但由于需要充分了解航天装备中各个子系统的内部构造与组成，所以对专业性要求较强，加大了航天装备数字孪生的构建难度。

当前常用的比如虚拟样机技术，其中虚拟样机主模型是针对产品各个部分，采用对象、属性、约束和关系构建的包含产品设计全部信息的模型，涉及产品、知识、过程以及资源等信息，是实现模型信息交换、共享的基础。学科模型的CAD/CAE一体化建模方法是以参数化建模与特征建模混合的建模技术、几何信息与工程特征信息关联以及网格自动划分方法等作为支撑技术，构建以虚拟样机主模型为模型信息源，以实现产品生命周期不同阶段学科模型的提取为目的的一体化建模模式。虚拟样机学科模型是产品主模型在生命周期不同阶段映射得到的应用模型。为实现虚拟样机主模型不同功能而构建的模型，根据产品不同阶段应用活动的需求构建具有特定功能的模型，将具体应用模型的工程属性或应用模型各组成部分与主模型对应信息相关联，利用元模型的组元“方法”作用于主模型，从而实现学科模型的提取。由于真实物理航天装备中的航天装备系统的复杂性和物理航天设备运行时各个子系统之间相互协作，往往面临航天装备数字孪生模型仿真难度较大，影响真实系统在虚拟系统中的映射。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种虚拟系统实时状态同步方法。

根据本发明的一个方面，提供了一种虚拟系统实时状态同步方法，所述同步方法包括：

借助知识表示与知识学习,针对实际系统中的各类元素和问题,基于多智能体方法构建可计算、可重构、可编程的软件定义的对象、软件定义的流程、软件定义的关系；

将对象、关系、流程等组合成软件定义的人工系统,利用人工系统对复杂系统问题进行建模；

基于人工系统的“计算实验室”，利用计算实验，设计各类智能体的组合及交互规则，产生各类场景，运行产生完备的场景数据；

借助机器学习、数据挖掘等手段，对数据进行分析，求得各类场景下的最优策略；

将人工系统与实际系统同时并举，通过一定的方式进行虚实互动,以平行执行引导和管理实际系统。