径向基函数
径向基函数 (RBF) 替代模型通过每个采样点来插补数据。当样本数据点足够时,RBF 可以准确地表示复杂数据。
考虑一个包含 个输入参数的设计研究,该研究为 设计运行。 该设计研究提供 个采样点作为替代模型拟合计算的输入内容。
表示采样响应值的矢量,涉及 个参数。
(5164)
表示输入参数矩阵
(5165)
替代计算指示替代函数的确定,该函数会在整个设计空间中为输入参数 输出响应值。
RBF 替代函数 由低次多项式和添加到多项式的数据混合项构成:
(5166)
其中
- 为低次多项式,自动设为常数或设为线性。
- 为欧几里德距离,也称为 范数,在 和每个数据点 之间。
- 为由拟合函数指定的径向基函数。
- 为第 个数据点的径向基函数系数。 在替代函数计算过程中,将确定每个数据点的系数。
拟合函数
以下拟合函数(相关性函数)在Design Manager中可用,其中 为形状因子(也称为相关性参数)。
RBF 有一个一般形状因子应用于所有采样点:
- 高斯基函数: (5167)
- 复二次基函数:(5168)
- 逆复二次基函数:(5169)
- 线性基函数:(5170)
- 三次基函数:(5171)
- 薄板样条基函数:(5172)
多项式次数
在Design Manager中,Eqn. (5166) 中多项式项的次数是根据选定的拟合函数自动设置的:
- 高斯基函数:无多项式项
- 复二次基函数:常数
- 逆复二次基函数:无多项式项
- 线性基函数:常数
- 三次基函数:线性
- 薄板样条基函数:线性
形状因子和调整
在拟合函数中,形状因子控制每个采样点对替代模型逼近的影响程度。形状因子较小时可增强采样点的影响,而值较大时会减弱影响。
高斯基函数、复二次基函数和逆复二次基函数都需要形状函数值。您必须通过手动实验确定合适的拟合结果,由此可以查看绘图并比较交叉验证值。与克里金方法相比,这些需要调整的 RBF 因子是一个缺点,因为这种调整过程没有目标导向。