本申請屬于電磁發(fā)射，尤其涉及一種樞軌接觸面電流場預(yù)測方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、直線推進(jìn)電磁能裝備作為一種利用電磁力發(fā)射射體的裝置，能夠?qū)崿F(xiàn)從電磁能到動能的高效轉(zhuǎn)換，突破了傳統(tǒng)發(fā)射技術(shù)在能量和速度上的限制，在提高發(fā)射動能、精度和可控性方面展示了顯著優(yōu)勢，因而具有重大潛力。但其進(jìn)一步的發(fā)展受到樞軌接觸面計(jì)算復(fù)雜性的制約，其狀況直接影響電磁力的分布和電樞發(fā)射的穩(wěn)定性。不精確的樞軌接觸面電流分布可能導(dǎo)致能量轉(zhuǎn)換效率下降、發(fā)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(jìn)行高精度快速計(jì)算。

2、電流場的預(yù)測本質(zhì)上是一個(gè)復(fù)雜的物理建模問題，涉及到變化的輸入電流、時(shí)間與電流場分布之間的動態(tài)關(guān)系。在這種情況下，傳統(tǒng)的深度學(xué)習(xí)方法可能因?yàn)槿狈ξ锢磉^程深度理解而難以捕捉到這種復(fù)雜性，特別是在數(shù)據(jù)稀缺或變化范圍廣泛的情況下。算子學(xué)習(xí)，作為一種新興的研究方向，提供了一種獨(dú)特的途徑來解決這一挑戰(zhàn)。它不是簡單地將單一的輸入數(shù)據(jù)映射到輸出數(shù)據(jù)，而是學(xué)習(xí)整個(gè)函數(shù)到函數(shù)的映射關(guān)系，即從輸入函數(shù)(如不同形式的激勵電流)到輸出函數(shù)(即對應(yīng)的電流場分布)的轉(zhuǎn)換。

3、然而，算子神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)需要大量標(biāo)記數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練，實(shí)際中當(dāng)數(shù)據(jù)量不足或采集成本過高時(shí)，這些模型的泛化能力較差。雖然pi-deeponet通過嵌入物理知識實(shí)現(xiàn)了少數(shù)據(jù)甚至無數(shù)據(jù)下的算子學(xué)習(xí)，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(xùn)練需要在參數(shù)空間中進(jìn)行大量采樣，計(jì)算成本更高、訓(xùn)練時(shí)間更長，收斂性和穩(wěn)定性難以保證。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)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(yù)測方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，以解決現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)模型訓(xùn)練成本高、時(shí)間長，穩(wěn)定性難以保證，導(dǎo)致樞軌接觸面電流分布預(yù)測不精確的問題。

2、為達(dá)到上述目的，本申請的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：

3、第一方面，本申請?zhí)峁┝艘环N樞軌接觸面電流場預(yù)測方法，包括：

4、通過有限元仿真模型計(jì)算不同激勵電流下的電流場分布，以構(gòu)建不同激勵電流下的樞軌接觸面處電流場數(shù)據(jù)，其中，所述電流場數(shù)據(jù)為一維激勵電流值和時(shí)間數(shù)據(jù)到二維電流場的模擬數(shù)據(jù)；

5、基于所述電流場數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到rtunet-cgaonet模型，以預(yù)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(wǎng)絡(luò)與條件生成對抗網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，得到知識嵌入的條件對抗算子網(wǎng)絡(luò)，以深度殘差網(wǎng)絡(luò)作為條件對抗算子網(wǎng)絡(luò)的分支網(wǎng)絡(luò)，建立rtunet-cgaonet模型。

6、第二方面，基于同一發(fā)明構(gòu)思，本申請還提供了一種樞軌接觸面電流場預(yù)測裝置，包括：

7、數(shù)據(jù)構(gòu)建模塊，被配置為通過有限元仿真模型計(jì)算不同激勵電流下的電流場分布，以構(gòu)建不同激勵電流下的樞軌接觸面處電流場數(shù)據(jù)，其中，所述電流場數(shù)據(jù)為一維激勵電流值和時(shí)間數(shù)據(jù)到二維電流場的模擬數(shù)據(jù)；

8、預(yù)測模塊，被配置為基于所述電流場數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到rtunet-cgaonet模型，以預(yù)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(wǎng)絡(luò)與條件生成對抗網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，得到知識嵌入的條件對抗算子網(wǎng)絡(luò)，以深度殘差網(wǎng)絡(luò)作為條件對抗算子網(wǎng)絡(luò)的分支網(wǎng)絡(luò)，建立rtunet-cgaonet模型。

9、第三方面，基于同一發(fā)明構(gòu)思，本申請還提供了一種電子設(shè)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(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如第一方面所述的方法。

10、第四方面，基于同一發(fā)明構(gòu)思，本申請還提供了一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其中，所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使所述計(jì)算機(jī)執(zhí)行如第一方面所述的方法。

11、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本申請所述的樞軌接觸面電流場預(yù)測方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)具有以下有益效果：

12、本申請所述的樞軌接觸面電流場預(yù)測方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，該方法基于訓(xùn)練完成的rtunet-cgaonet模型在二維電流場預(yù)測最小的平均絕對百分比誤差為2.94％，并且模型受數(shù)據(jù)集樣本數(shù)影響最小，基于該模型可實(shí)現(xiàn)不同激勵電流下電流場的秒級計(jì)算，有效提高了電流場預(yù)測結(jié)果的精度和效率。

技術(shù)特征：

1.一種樞軌接觸面電流場預(yù)測方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)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(gòu)建不同激勵電流下的樞軌接觸面處電流場數(shù)據(jù)，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，還包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述電流場數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到rtunet-cgaonet模型，以預(yù)測不同激勵電流下樞軌接觸面處的電流場，包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述生成器的損失函數(shù)公式為：

8.一種樞軌接觸面電流場預(yù)測裝置，其特征在于，包括：

9.一種電子設(shè)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(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法。

10.一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，其中，所述非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)存儲計(jì)算機(jī)指令，所述計(jì)算機(jī)指令用于使計(jì)算機(jī)執(zhí)行權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本申請?zhí)峁┝艘环N樞軌接觸面電流場預(yù)測方法、裝置、電子設(shè)備及存儲介質(zhì)，包括：通過有限元仿真模型計(jì)算不同激勵電流下的電流場分布，以構(gòu)建不同激勵電流下的樞軌接觸面處電流場數(shù)據(jù)，其中，電流場數(shù)據(jù)為一維激勵電流值和時(shí)間數(shù)據(jù)到二維電流場的模擬數(shù)據(jù)；基于電流場數(shù)據(jù)訓(xùn)練得到RTUnet?CGAONet模型，以預(yù)測不同激勵電流下樞軌接觸面處的電流場，其中，RTUnet?CGAONet模型是將笛卡爾積深度算子網(wǎng)絡(luò)與條件生成對抗網(wǎng)絡(luò)結(jié)合，得到知識嵌入的條件對抗算子網(wǎng)絡(luò)，以深度殘差網(wǎng)絡(luò)作為條件對抗算子網(wǎng)絡(luò)的分支網(wǎng)絡(luò)，建立RTUnet?CGAONet模型。本申請所述的方法基于建立的RTUnet?CGAONet模型可實(shí)現(xiàn)不同激勵電流下電流場的秒級計(jì)算，有效提高了電流場預(yù)測結(jié)果的精度和效率。

技術(shù)研發(fā)人員：金亮,郭劭男,賈雨方,馬天賜,張新辰
受保護(hù)的技術(shù)使用者：河北工業(yè)大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/21