数学 > 数值分析
[提交于 2023年6月22日
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标题: 初始条件在热力学模型中的不确定性传播
标题: Uncertainty Propagation of Initial Conditions in Thermal Models
摘要: 机床的操作通常需要对刀具中心点(TCP)位置有高度精确的了解。 TCP随时间的位移可以从热模型中推断出来,这些模型包含一组几何耦合的热方程。 每个方程代表机床某部分的温度,并且通常是在复杂的几何结构上建立的。 TCP预测的准确性在很大程度上取决于模型参数的准确性,例如热交换参数和初始温度。 因此,确定这些参数对TCP位移预测的影响至关重要。 反过来,参数估计的准确性基本上由测量精度和传感器布置决定。 确定给定传感器配置的准确性是优化传感器布置的关键前提。 我们在这里开发了一个特定机床的热模型。 在此模型的基础上,我们提出了两种数值算法,以评估任何给定的热传感器配置在准确性方面的表现。 我们从后验协方差矩阵中计算出相对于不确定初始温度场的后验方差。 整个矩阵是密集的,且可能非常大,这取决于模型的大小。 因此,我们应用了一种低秩方法来近似相关条目,即其对角线上的方差。 我们首先介绍一种直接的方法来计算这种近似,这需要计算模型对初始值的敏感度。 此外,我们还介绍了一种低秩张量方法,该方法利用了底层系统结构。 我们比较了这两种算法在运行时间和内存需求方面的效率,并讨论了它们在最优传感器布置问题中的各自优势。
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