基于云重心理論的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型效能評(píng)估方法

范學(xué)斌++張松昌

摘 要：提出一種云重心理論的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型效能評(píng)估方法，可以綜合分析仿真模型對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種性能指標(biāo)、適應(yīng)性指標(biāo)和故障指標(biāo)，對(duì)于不同的設(shè)計(jì)方法發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型進(jìn)行了仿真效應(yīng)值計(jì)算，以選取仿真度最高的模型，具有較高的效率。

關(guān)鍵詞：云重心 發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型 效能評(píng)估

中圖分類號(hào)：E917 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2016）12（c）-0064-02

1 引言

發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型是基于發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理，使用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)開發(fā)的軟件模型。隨著仿真技術(shù)的不斷發(fā)展，各種仿真軟件平臺(tái)和技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，仿真的真實(shí)度也同步不斷提高，發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型可以基于多種不同的軟件平臺(tái)和仿真技術(shù)進(jìn)行開發(fā)。而評(píng)估發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型的效能因素很多，而這些因素一般具有關(guān)聯(lián)性和模糊性，并且進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重分配較為困難。

1.1 發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型效能

判斷一種發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型的仿真度，需要對(duì)該模型的性能指標(biāo)、故障指標(biāo)與適應(yīng)性指標(biāo)3個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。

仿真模型的性能指標(biāo)，是指對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的各種性能的仿真程度，如，發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性指標(biāo)、平均指示壓力、平均有效壓力、指示功率和有效功率等，發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)如指示熱效率、有效熱效率、指示燃油消耗率和有效燃油消耗率等。

1.2 云重心理論

云重心理論來源于數(shù)據(jù)庫技術(shù)中的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)[1]。傳統(tǒng)模糊集理論和概率統(tǒng)計(jì)是其基礎(chǔ)，是一種自然語言值的某個(gè)定性的概念與定量的表示間轉(zhuǎn)換的不確定性模型。云重心理論3個(gè)數(shù)學(xué)特征：期望值Ex、熵En、超熵Ee，其中Ex是概念在其論域的中心值，該值在整個(gè)數(shù)域空間中最能代表其定性概念，En則是定性概念的模糊度以及概率綜合度量，能夠體現(xiàn)在論域中可被模糊概念接受的元素?cái)?shù)，He是En的不確定性度量，是熵，它體現(xiàn)了數(shù)域空間中代表該語言值不確定度的凝聚性，能夠反映云滴的凝聚度。將該問題的模糊性和隨機(jī)性相互融合，構(gòu)成定性和定量之間的映射，因此，該文將云重心理論引入到效能評(píng)估的方法當(dāng)中。

云重心表示為T=a×b。其中，a是云重心的位置，b是云重心的高度。期望值反應(yīng)了模糊概念的信息中心值。根據(jù)其位置的變化情況，可反映出系統(tǒng)狀態(tài)的變化情況，可以以此來區(qū)分它們的重要性。

2 發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型效能評(píng)估

2.1 發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型效能評(píng)估指標(biāo)體系

根據(jù)影響因素分析，確定各級(jí)評(píng)價(jià)指標(biāo)如圖1所示。

其中各級(jí)度量標(biāo)準(zhǔn)均為：好、較好、一般、較差、差。

2.2 確定指標(biāo)權(quán)重

由于指標(biāo)體系中的各個(gè)指標(biāo)不全是定量指標(biāo)，并且指標(biāo)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、缺少具體的數(shù)值。未解決權(quán)重合理性的問題，該文采用層次分析法[2]來進(jìn)行指標(biāo)權(quán)重分配。層次分析法一般被運(yùn)用于多目標(biāo)、多準(zhǔn)則、多要素、多層次、非結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜決策問題，實(shí)用性十分廣泛的。

3 結(jié)果分析

現(xiàn)有3種不同的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型，現(xiàn)根據(jù)計(jì)算求各個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型的加權(quán)偏離度，其中模型一的加權(quán)偏離度為-0.163 5，即與距離理想狀態(tài)的偏離度為0.163 5，所以，模型一的效應(yīng)值為1-0.163 5=0.836 5；模型二的加權(quán)偏離度為-0.238 7，模型二的效應(yīng)值為1-0.238 7=0.761 3；模型三的加權(quán)偏離度為-0.216 4，模型三的效應(yīng)值為1-0.216 4=0.783 6。分別將各個(gè)模型的效應(yīng)值輸入到評(píng)測(cè)云發(fā)生器之后，模型一激活“優(yōu)秀”的云對(duì)象；模型二激活“良好”的云對(duì)象，未達(dá)到優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)；模型三激活“良好”的云對(duì)象，也未達(dá)到優(yōu)秀標(biāo)準(zhǔn)。由于模型一距理想方案的偏離度最小，效應(yīng)值最高，所以，該模型的價(jià)值最高。

4 結(jié)語

該文基于云重心理論，提出了一種發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型效能評(píng)估方法，對(duì)每一個(gè)仿真模型進(jìn)行云重心偏離度計(jì)算，輸入云發(fā)生器進(jìn)行評(píng)測(cè)，可以得到與理想解最接近的方案，從而確定了仿真度最高的模型，為發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型效能評(píng)估提供了科學(xué)依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

[1] 李德毅.從隸屬函數(shù)到隸屬云[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，1996，9（7）：132-l81.

[2] 粱軍，趙勇.系統(tǒng)工程導(dǎo)論[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.