(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111348526.5 (22)申请日 2021.11.15 (71)申请人 山东大学 地址 250061 山东省济南市历下区经十路 17923号 (72)发明人 姜明顺　程洋洋　张雷　张法业　 贾磊　 (74)专利代理 机构 济南圣达知识产权代理有限 公司 372 21 代理人 祖之强 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01) G06N 3/08(2006.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 条件生成式对抗网络与载荷应变线性叠加 的应变监测方法 (57)摘要 本发明提供了一种条件生成式对抗网络与 载荷应变线性叠加的应变监测方法， 进行结构的 静力学仿真， 获取结构 的仿真应变数据； 根据仿 真的传感器布局， 获取结构上的各传感器的应变 真实数据， 得到结构上测点的应变列 向量， 进而 得到应变权重， 利用条件生成对抗网络， 使得仿 真应变数据学习真实应变数据， 得到工况下的伪 实验应变数据； 通过伪实验应变数据， 利用极限 学习机， 获得测点的应变列向量与模 型误差之间 的关系进行模 型误差修正； 根据结构所有点的应 变矩阵和应变权重， 结合误差修正结果， 得到结 构上所有点的应变值； 本发明利用条件生成式对 抗网络降低仿真模型与实验模型之间的差异， 通 过载荷应变线性叠加算法实现了结构的应变场 重构。 权利要求书2页 说明书7页 附图1页 CN 113962134 A 2022.01.21 CN 113962134 A 1.一种条件生成式对抗网络与载荷应 变线性叠加的应 变监测方法， 其特 征在于： 包括以下 过程： 根据以待监测结构的参量数据构建的结构模型， 进行结构的静力学仿真， 获取结构测 点的载荷—应 变矩阵； 获取结构上的各传感器的实验应 变数据， 得到结构上测点的应 变列向量； 基于仿真数据与实验数据， 利用条件生成对抗网络， 获得不同工况下的伪实验应变数 据； 基于不同工况下的伪实验应变数据， 获得其对应工况下的重构应变数据， 作差获得误 差数据， 利用极限学习机， 获得不同工况下测 点应变列向量与模型误差之间的关系修正模 型误差； 根据测点的应变列向量与载荷—应变矩阵， 结合与其对应的模型误差， 获得结构上所 有点的重构应 变数据。 2.如权利要求1所述的条件生成式对抗网络与载荷应变线性叠加的应变监测方法， 其 特征在于： 重构数据的获取， 包括： 确定结构上的测点与重构点； 将结构划分为多个受载区域， 对多个受载区域分别单独施加载荷， 获取结构上测点的 载荷‑应变矩阵， 获取 结构上重构点的载荷 ‑应变矩阵； 然后将多个不同载荷共同施加在结构上， 获得 结构上测点的应 变列向量。 3.如权利要求1所述的条件生成式对抗网络与载荷应变线性叠加的应变监测方法， 其 特征在于： 多个载荷同时作用下结构上测点的应变值等于： 多个载荷 分别作用下测点的应变矩阵 与应变权重的乘积。 4.如权利要求1所述的条件生成式对抗网络与载荷应变线性叠加的应变监测方法， 其 特征在于： 结构所有点的应变值等于： 多个载荷分别作用下所有点的应变矩阵与应变权重的乘 积。 5.如权利要求1所述的条件生成式对抗网络与载荷应变线性叠加的应变监测方法， 其 特征在于： 利用条件生成对抗网络， 使得仿真应 变数据学习真实应 变数据， 包括： 改变施加在结构上的载荷大小， 进行多次实验， 获取多组测点上的载荷 ‑应变矩阵数 据， 标记为x， 给定数据分布Pdata(x)； 以相同的方法进行有限元仿真， 对仿真得到的数据进行特征提取， 并将提取出来的特 征设置为约束条件y； 从先验分布Pprior(z)中产生z， z与约束条件y通过生成器生成数据x*， 分布为PG(x*)； 在判别器中输入x*与约束条件 y， 判别器会输出一个值， 用于评估PG(x*)和Pdata(x)的差 异函数V(G,D)。 6.如权利要求5所述的条件生成式对抗网络与载荷应变线性叠加的应变监测方法， 其 特征在于：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113962134 A 2在对抗过程中， 固定生成器G0不变， 寻找使得V(G0,D)最大的最优判别器D0*， 使得判别器 能尽可能的识别出真实数据与合成数据之间的差别， 此时V(G0,D)变成了V(G0,D0*)； 确定完判别器后， 固定判别器， 寻找一个最优的生成器， 使得V(G,D0*)最小， 此时V(G0, D0*)变成了V(G1,D0*)； 接下来重复上述过程， 不断进行更新迭代， 直到满足预设要求， 获得不同工况下的测点 的应变列向量， 利用极限学习机构建测 点应变列向量与误差之间的关系， 进行模型误差修 正， 进而实现结构上 所有点的应 变场重构。 7.如权利要求5所述的条件生成式对抗网络与载荷应变线性叠加的应变监测方法， 其 特征在于： z为噪声。 8.一种条件生成式对抗网络与载荷应 变线性叠加的应 变监测系统， 其特 征在于： 包括： 数据获取模块， 被配置为： 根据以待监测结构的参量数据构建的结构模型， 进行结构的 静力学仿 真， 获得结构的载荷—应变矩阵， 依据仿 真测点， 获取结构上的各传感器的应变真 实数据， 得到结构上测点的应 变列向量； 条件生成对抗模块， 被配置为： 根据结构模型和施加的载荷数据， 利用条件生成对抗网 络， 使得仿真应 变数据学习真实应 变数据， 获得伪实验应 变数据； 模型误差修正模块， 被配置为： 根据测点的伪实验应变数据与重构应变数据获得模型 误差， 利用极限学习机获得模型误差与测点应 变列向量之间的关系进行模型误差修 正； 应变权重计算模块， 被配置为： 依据测点应变数据与数值模拟模块中获得的载荷—应 变矩阵， 得到应 变权重； 结构应变重构模块， 被配置为： 根据结构重构点的应变矩阵和应变权重计算模块的应 变权重， 结合误差修正结果， 得到结构上重构点的应 变值。 9.一种计算机可读存储介质， 其上存储有程序， 其特征在于， 该程序被处理器执行时实 现如权利要求 1‑7任一项所述的条件生成 式对抗网络与载荷应变线性叠加的应变监测方法 中的步骤。 10.一种电子设备， 包括存储器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的程 序， 其特征在于， 所述处理器执行所述程序时实现如权利要求 1‑7任一项所述的条件生成 式 对抗网络与载荷应 变线性叠加的应 变监测方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113962134 A 3