本申請屬于電磁發射,尤其涉及一種樞軌接觸面電流場預測方法、裝置、電子設備及存儲介質。
背景技術:
1、直線推進電磁能裝備作為一種利用電磁力發射射體的裝置,能夠實現從電磁能到動能的高效轉換,突破了傳統發射技術在能量和速度上的限制,在提高發射動能、精度和可控性方面展示了顯著優勢,因而具有重大潛力。但其進一步的發展受到樞軌接觸面計算復雜性的制約,其狀況直接影響電磁力的分布和電樞發射的穩定性。不精確的樞軌接觸面電流分布可能導致能量轉換效率下降、發射精度降低乃至電樞損壞,因此有必要對樞軌接觸面的電流場進行高精度快速計算。
2、電流場的預測本質上是一個復雜的物理建模問題,涉及到變化的輸入電流、時間與電流場分布之間的動態關系。在這種情況下,傳統的深度學習方法可能因為缺乏對物理過程深度理解而難以捕捉到這種復雜性,特別是在數據稀缺或變化范圍廣泛的情況下。算子學習,作為一種新興的研究方向,提供了一種獨特的途徑來解決這一挑戰。它不是簡單地將單一的輸入數據映射到輸出數據,而是學習整個函數到函數的映射關系,即從輸入函數(如不同形式的激勵電流)到輸出函數(即對應的電流場分布)的轉換。
3、然而,算子神經網絡需要大量標記數據進行訓練,實際中當數據量不足或采集成本過高時,這些模型的泛化能力較差。雖然pi-deeponet通過嵌入物理知識實現了少數據甚至無數據下的算子學習,但目前僅考慮了一些簡單求解域、初始條件和邊界條件的pde。并且其訓練需要在參數空間中進行大量采樣,計算成本更高、訓練時間更長,收斂性和穩定性難以保證。
技術實現思路
1、有鑒于此,本申請旨在提出一種樞軌接觸面電流場預測方法、裝置、電子設備及存儲介質,以解決現有的網絡模型訓練成本高、時間長,穩定性難以保證,導致樞軌接觸面電流分布預測不精確的問題。
2、為達到上述目的,本申請的技術方案是這樣實現的:
3、第一方面,本申請提供了一種樞軌接觸面電流場預測方法,包括:
4、通過有限元仿真模型計算不同激勵電流下的電流場分布,以構建不同激勵電流下的樞軌接觸面處電流場數據,其中,所述電流場數據為一維激勵電流值和時間數據到二維電流場的模擬數據;
5、基于所述電流場數據訓練得到rtunet-cgaonet模型,以預測不同激勵電流下樞軌接觸面處的電流場,其中,所述rtunet-cgaonet模型是將笛卡爾積深度算子網絡與條件生成對抗網絡結合,得到知識嵌入的條件對抗算子網絡,以深度殘差網絡作為條件對抗算子網絡的分支網絡,建立rtunet-cgaonet模型。
6、第二方面,基于同一發明構思,本申請還提供了一種樞軌接觸面電流場預測裝置,包括:
7、數據構建模塊,被配置為通過有限元仿真模型計算不同激勵電流下的電流場分布,以構建不同激勵電流下的樞軌接觸面處電流場數據,其中,所述電流場數據為一維激勵電流值和時間數據到二維電流場的模擬數據;
8、預測模塊,被配置為基于所述電流場數據訓練得到rtunet-cgaonet模型,以預測不同激勵電流下樞軌接觸面處的電流場,其中,所述rtunet-cgaonet模型是將笛卡爾積深度算子網絡與條件生成對抗網絡結合,得到知識嵌入的條件對抗算子網絡,以深度殘差網絡作為條件對抗算子網絡的分支網絡,建立rtunet-cgaonet模型。
9、第三方面,基于同一發明構思,本申請還提供了一種電子設備,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序,所述處理器執行所述程序時實現如第一方面所述的方法。
10、第四方面,基于同一發明構思,本申請還提供了一種非暫態計算機可讀存儲介質,其中,所述非暫態計算機可讀存儲介質存儲計算機指令,所述計算機指令用于使所述計算機執行如第一方面所述的方法。
11、相對于現有技術,本申請所述的樞軌接觸面電流場預測方法、裝置、電子設備及存儲介質具有以下有益效果:
12、本申請所述的樞軌接觸面電流場預測方法、裝置、電子設備及存儲介質,該方法基于訓練完成的rtunet-cgaonet模型在二維電流場預測最小的平均絕對百分比誤差為2.94%,并且模型受數據集樣本數影響最小,基于該模型可實現不同激勵電流下電流場的秒級計算,有效提高了電流場預測結果的精度和效率。
1.一種樞軌接觸面電流場預測方法,其特征在于,包括:
2.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述通過有限元仿真模型構建不同激勵電流下的樞軌接觸面處電流場數據,包括:
3.根據權利要求2所述的方法,其特征在于,還包括:
4.根據權利要求1所述的方法,其特征在于,所述基于所述電流場數據訓練得到rtunet-cgaonet模型,以預測不同激勵電流下樞軌接觸面處的電流場,包括:
5.根據權利要求4所述的方法,其特征在于:
6.根據權利要求5所述的方法,其特征在于:
7.根據權利要求4所述的方法,其特征在于,所述生成器的損失函數公式為:
8.一種樞軌接觸面電流場預測裝置,其特征在于,包括:
9.一種電子設備,包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序,其特征在于,所述處理器執行所述程序時實現權利要求1-7任一項所述的方法。
10.一種非暫態計算機可讀存儲介質,其特征在于,其中,所述非暫態計算機可讀存儲介質存儲計算機指令,所述計算機指令用于使計算機執行權利要求1-7任一項所述的方法。