【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于参数反演，尤其涉及一种材质红外物性参数反演方法、装置、电子设备及存储介质。
技术介绍
1、目前，针对特殊目标的数据获取主要通过实测或建模仿真手段，但实测数据一般较难获取，且难以获得目标全工况下的特性数据，采用仿真手段成为了普遍的实现方式，但由于任务的特殊性，对目标建模所需的输入参数一般很难得到，只能以参数反演的方式进行获取。
2、再者，非线性偏微分方程涉及热传导、波动理论、非线性力学等物理问题，包括抛物型、双曲型和椭圆型这三大类。其中，抛物型偏微分方程既是空间坐标的函数，也是时间的函数，可用于描述目标温度场的变化。针对非线性抛物型偏微分方程的数值研究，主要体现在正反两个方面，一个方面是非线性抛物型偏微分方程初边值问题的高精度数值求解，另一方面是非线性抛物型方程反演算法的研究。
3、而对于材质红外物性参数，参数取值的不同在目标红外特性上都有所反映，因此可通过实测数据对目标红外物性参数进行精确反演。对于这些参数反演问题的研究及解决，最终都可以归结为求解非线性偏微分方程的问题。
4、但是在现有的技术中却没有通过求解非线性偏微分方程来解决参数反演问题的先例，由此可见，关于非线性抛物型方程参数反演问题的研究，无论是在理论上还是实际应用中，都具有重要的研究意义和实用价值。
技术实现思路
1、为解决上述技术问题，本专利技术提出一种材质红外物性参数反演方法的技术方案，以解决上述技术问题。
2、本专利技术第一方面公开了一种材质红外物性参数
3、步骤s110、基于温度场控制方程的热边界的建立条件，通过对目标外部环境、内部热交换的温度分布进行方程设立，得到温度场控制方程；
4、步骤s120、基于贝叶斯公式，通过对模型参数对应的可信度进行表征，设立以所述温度场控制方程为先验信息的后验概率分布方程；
5、步骤s130、基于微分进化算法，通过对所述后验概率分布方程进行求解，找到能得到最大后验概率分布的似然参数，将所述似然参数作为高置信度参数输入红外辐射模型，完成对高置信度参数的反演。
6、根据本专利技术第一方面的材质红外物性参数反演方法，在所述温度场控制方程的热边界的建立条件包括：
7、基于能量守恒定律，当目标处于稳定态下时，所述目标的外部对流换热、内部导热、辐射换热、横向导热之和为零，所述目标处于稳态热平衡状态，所述温度场控制方程的热边界的建立条件达成。
8、根据本专利技术第一方面的材质红外物性参数反演方法，在对目标外部环境、内部热交换的温度分布进行方程设立，包括：
9、基于目标材料密度、比热容，通过对温度变量、时间变量的偏导数与温度变量梯度的散度的关系设立方程，得到温度场控制方程
10、其中，ρ为目标材料密度，cp为比热容，t为温度，t为时间，k为材料导热系数。
11、根据本专利技术第一方面的材质红外物性参数反演方法，在设立以所述温度场控制方程为先验信息的后验概率分布方程，包括：
12、基于所述温度场控制方程，通过对温度在空间中的扩散过程进行统计，得到所述先验信息；
13、基于所述先验信息，通过对样本信息进行收集，得到测量数据；
14、基于贝叶斯公式，通过对所述测量数据与预测值的差值进行计算，得到后验概率分布方程
15、其中，y＝(y1,y2,…,yn)为预设未知参数集，n为预设未知参数的个数，ci为测量数据，ui(x,t|y)为对应于预设未知参数集的第i个预设未知参数的预测值。
16、根据本专利技术第一方面的材质红外物性参数反演方法，在对所述后验概率分布方程进行求解，包括：
17、基于微分进化算法，通过随机数函数随机生成预设数量候选解，得到计算所述后验概率分布方程的随机初始种群；
18、通过将所述随机初始种群带入所述后验概率分布方程中进行计算，得到初始函数值，并将所述初始函数值作为所述随机初始种群的初始适应度值；
19、基于种群多样性，通过预设循环迭代方式对所述随机初始种群进行变异、交叉、选择操作，得到临时种群；
20、通过将所述随临时种群带入所述后验概率分布方程中进行计算，得到临时种群适应度值。
21、根据本专利技术第一方面的材质红外物性参数反演方法，在对所述后验概率分布方程进行求解，包括：
22、基于微分进化算法，设立全局最优值的误差值，当所述初始种群适应度值、临时种群适应度值与所述误差值在预设误差范围内时，输出目标函数值；
23、当所述初始种群适应度值、临时种群适应度值与所述误差值不在预设误差范围内时，继续对所述临时种群进行循环迭代；
24、基于微分进化算法，设立循环迭代的预设迭代次数，当所述循环迭代的次数达到所述预设迭代次数时，输出目标函数值；
25、当所述循环迭代的次数未达到所述预设迭代次数时，继续对所述临时种群进行循环迭代。
26、根据本专利技术第一方面的材质红外物性参数反演方法，包括：
27、将所述目标函数值带入所述后验概率分布方程中，通过反向计算得出似然参数；
28、将所述似然参数作为高置信度参数输入红外辐射模型，完成对高置信度参数的反演。
29、本专利技术第二方面公开了一种材质红外物性参数反演装置，所述装置包括：
30、温度场控制方程建立模块，用于对目标外部环境、内部热交换的温度分布进行方程设立；
31、后验概率分布方程建立模块，用于对模型参数对应的可信度进行表征，设立以所述目标温度场控制方程为先验信息的后验概率分布方程；
32、方程求解模块，用于对所述后验概率分布方程进行求解，找到能得到最大后验概率分布的似然参数。
33、本专利技术第三方面公开了一种电子设备。电子设备包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，实现本公开第一方面中任一项的一种基于目标温度场控制方程的高置信度参数反演方法中的步骤。
34、本专利技术第四方面公开了一种计算机可读存储介质。计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现本公开第一方面中任一项的一种基于目标温度场控制方程的高置信度参数反演方法中的步骤。
35、可见，本专利技术提出的方案，首先在温度场控制方程的热边界的建立条件基础上，通过对目标的温度分布进行温度场控制方程设立，之后对贝叶斯公式进行改进，设立以温度场控制方程为先验信息的后验概率分布方程，再通过微分进化算法对所述后验概率分布方程进行求解，找到能得到最大后验概率分布的似然参数，最后将该似然参数作为高置信度参数输入红外辐射模型中。
36、综上，本专利技术提出的方案能够在已有模型的基础上，根据实际需求，将高置信度参数的获取归结为以温度场控制方程为主导的模型参数估计的反问题，最后结合传热学、流体力学、计算数学等交叉学科优势，从根本上解决敏感目标高置信度参数输入本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种材质红外物性参数反演方法，其特征在于所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，所述温度场控制方程的热边界的建立条件包括：
3.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，对目标外部环境、内部热交换的温度分布进行方程设立，包括：
4.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，设立以所述温度场控制方程为先验信息的后验概率分布方程，包括：
5.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，对所述后验概率分布方程进行求解，包括：
6.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，对所述后验概率分布方程进行求解，包括：
7.根据权利要求6所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，包括：
8.一种材质红外物性参数反演装置，其特征在于，所述装置包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，实现权利要求1至7中任一项所述
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至7中任一项所述的一种材质红外物性参数反演方法中的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种材质红外物性参数反演方法，其特征在于所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，所述温度场控制方程的热边界的建立条件包括：
3.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，对目标外部环境、内部热交换的温度分布进行方程设立，包括：
4.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，设立以所述温度场控制方程为先验信息的后验概率分布方程，包括：
5.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演方法，其特征在于，对所述后验概率分布方程进行求解，包括：
6.根据权利要求1所述的材质红外物性参数反演...
【专利技术属性】
技术研发人员：何凛，沙江，李旭，王奔，王怡豪，毛德龙，王康硕，
申请(专利权)人：中国船舶集团有限公司系统工程研究院，
类型：发明
国别省市：
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