專利名稱：基于多層次灰色綜合模型的太陽翼展開可靠性評估方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對小樣本、貧信息實驗對象做出可靠性評估方法，特別涉及一種基于多層次灰色綜合模型的太陽翼展開可靠性試驗評估方法。
背景技術(shù)：
隨著航天技術(shù)的迅速發(fā)展，空間飛行器的結(jié)構(gòu)日趨復雜，功能不斷增多，需要采取各種機構(gòu)來完成多種任務(wù)。太陽翼不能正常展開，將會造成災(zāi)難性的后果，給國家財產(chǎn)造成重大損失。但是，由于太陽翼機構(gòu)造價昂貴不可能進行大樣本試驗?；疑u價善長處理貧信息系統(tǒng)，它能在短資料、少信息條件下建模、預測和評估。針對少數(shù)據(jù)、小樣本、信息不完全和經(jīng)驗缺乏的不確定性問題，灰色系統(tǒng)理論是很好的數(shù)學工具。層次分析法(Analytic Hierarchy Process，簡稱ΑΗΡ)是美國著名運籌學家，匹茲堡大學薩迪(T. L. Saaty)教授提出的一種系統(tǒng)分析方法。它對各評價因素相互間的重要度，通過兩兩比較后，再進行特征根計算，在允許相容性范圍內(nèi)，按照綜合重要度給出其評價順序。兩兩比較是對若干因素的大小或強弱關(guān)系進行比較。物元分析法是我國著名學者蔡文教授首創(chuàng)的一門介于數(shù)學和實驗之間的學科。它通過分析大量實例發(fā)現(xiàn)人們在處理不相容問題時，必須將事物，特征及相應(yīng)的量值綜合在一起考慮，才能構(gòu)思出解決不相容問題的方法，更貼切地描述客觀事物的變化規(guī)律，把解決矛盾問題的過程形式化。這種方法的主要思想是把事物用“事物、特征、量值”三個要素來描述，并組成有序三元組的基本元，即物元。物元分析是研究物元及其變化規(guī)律，并用于解決現(xiàn)實世界中的不相容問題的有效方法。通常情況下，先聘請領(lǐng)域?qū)＜覍Ω鱾€影響事件的因素進行比較判斷，再運用層次分析法將這種定性判斷的結(jié)果量化。然而由于各個專家的知識結(jié)構(gòu)、個人偏好以及認識能力的差異，往往導致他們對各個因素之間的重要性判斷與客觀實際有偏離。物元分析法將各專家作為特征樣本，將各評價指標作為事件進行處理，這樣得出的修正權(quán)重可以較大的提高各個權(quán)重指標的客觀性。

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明目的為了解決少數(shù)據(jù)、小樣本、信息不完全和經(jīng)驗缺乏的不確定性問題情況下的太陽翼展開可靠性評估問題，在汲取灰色系統(tǒng)理論優(yōu)點的基礎(chǔ)上，提出將可靠性要素分層次，并運用層次分析法，同時結(jié)合物元法確定各個可靠性因素的權(quán)重，從而提高各個權(quán)重指標的客觀性，形成了可解決小樣本數(shù)據(jù)下，一種基于多層次、灰色綜合評估模型的可靠性評估方法。技術(shù)方案為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的一種基于多層次灰色綜合模型的太陽翼展開可靠性評估方法，包括以下步驟步驟一確定可靠性評估指標集，確定指標等級；將太陽翼展開試驗過程中的測試要素及關(guān)鍵部件的特性要素分成三個層次。將所有指標分為極高、高、較高、一般、低5個等級；步驟二 組織評分者評分；設(shè)評價者序號為k，k = 1，2，. . .，P，即有P個評價者。組織P個評價者根據(jù)各指標實測值和專業(yè)經(jīng)驗對各評價指標按評價等級進行打分；步驟三建立評價矩陣，確定評價灰類；根據(jù)評價者評價結(jié)果，即根據(jù)第k個評價者對受評價對象某項指標Xu給出的評分如Cli jk，求得受評價對象的評價樣本矩陣D = (dijk)，其中i = 1，2，…，η ;j = 1，2，-,m； k= 1,2,…，ρ。確定評價灰類的等級數(shù)、灰類的灰數(shù)及灰數(shù)的白化權(quán)函數(shù)；步驟四使用物元法和層次分析法計算各要素權(quán)重；對各評價因素相互間的重要度，通過兩兩比較后，再進行特征根計算，在允許相容性范圍內(nèi)，運用物元法將各評價指標作為事件進行處理，提高各個權(quán)重指標的客觀性；步驟五計算灰色評價系數(shù)；對評價指標Xu，受評價對象屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)記為χ…；屬于各個評價灰類的總評價系數(shù)記為xu。則有
PXlje^YjZeid1Jk)
k=\χν =YuXlje，其中g(shù)為評價灰類的個數(shù)。所有評價者就評價指標Xu對受評價對象對于第e個灰類的灰色評價權(quán)
_] riJe = XijeAij受評價對象的評價指標Xu對于各灰類的灰色評價權(quán)向量riJ = ^ijljTij2, ...，riJg)將受評價對象的Xu對于各評價灰類的灰色評價權(quán)向量綜合后，得受評價對象Xij 的對于各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣氏。步驟六計算綜合評估值；對受評價對象的Xu作綜合評價的結(jié)果Bi = Ai · Ri = (bn, bi2, ···, big)由Bi得更高層次受評價對象的X所屬指標Xu對各評價灰類的灰色評價權(quán)矩陣置， 對受評價對象的X作綜合評價的結(jié)果記為B，則B = A · R = (b1 b2,…，bg)計算出綜合評估值W = B · Ct，其中C = ((I1, d2，…，dg)。有益效果本發(fā)明給出了一種基于多層次灰色綜合模型的太陽翼展開可靠性評估方法，該方法在汲取灰色系統(tǒng)理論優(yōu)點基礎(chǔ)上，將可靠性要素分層次，并采用層次分析法結(jié)合物元法確定可靠性要素的權(quán)重，綜合評估結(jié)果具有直觀、客觀、可信等特點，是一種對太陽翼展開可靠性評估的全新方法。


圖1是本發(fā)明方法的流程圖。圖2是本發(fā)明方法的可靠性要素權(quán)重的計算過程圖。
圖3是本發(fā)明方法的可靠性要素層次圖。圖4是軟件運行界面圖。
具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖對最佳實施例進行詳細說明。本發(fā)明的方法如圖1所示，具體步驟如下步驟一確定可靠性評估指標集，確定指標等級；結(jié)合實驗對象本身特點以及大量文獻資料，將太陽翼展開試驗過程中的測試要素及關(guān)鍵部件的特性要素分成如圖3所示的三個層次，包括4個一級指標展開狀態(tài)基頻、 最小靜力矩裕度、鉸鏈驅(qū)動特性評價指標和展開實驗評價指標；其中鉸鏈驅(qū)動特性評價指標包含以下5個方面的鉸鏈驅(qū)動特性評價根部鉸鏈、支撐臂/連接架、連接架/內(nèi)板、內(nèi)板/外板、太陽翼；展開實驗評價指標則包含以下5個方面展開時間、展開對中度、鋼絲繩張力、鎖定深度、連接件與橫梁之間的高度。將所有指標分為極高、高、較高、一般、低5個等級，對應(yīng)分值分別為100、90、80、70、60，指標介于相鄰等級之間時，相應(yīng)評分值為95、85、 75、65。具體等級標準由各專家根據(jù)經(jīng)驗以及實驗對象本身特點確定。步驟二 組織評分者評分；設(shè)評價者序號為k，k= 1，2，...，P，即有P個評價者。組織P個評價者根據(jù)各指標實測值和專業(yè)經(jīng)驗對各評價指標按評價等級進行打分；步驟三建立評價矩陣，確定評價灰類；根據(jù)評價者的評價結(jié)果，即根據(jù)第k個評價者對受評價對象某項指標Xu給出的評分Cli jk，求得受評價對象的評價樣本矩陣D = (dijk)，其中i = 1，2，…，η ;j = 1，2，-,m； k = 1,2, ".,ρ。分析上述評價指標的評分等級標準，采用5個評價灰類，灰類序號為e，e = 1，2， 3，4，5。其相應(yīng)的灰數(shù)及白化權(quán)函數(shù)如下第1灰類(e = 1)，設(shè)定灰數(shù)罈e[90,+a>)，白化權(quán)函數(shù)為，表達式為
權(quán)利要求
1.一種基于多層次灰色綜合模型的太陽翼展開可靠性評估方法，其特征在于，包括以下幾個步驟步驟一確定可靠性評估指標集，確定指標等級；將太陽翼展開試驗過程中的測試要素及關(guān)鍵部件的特性要素分成三個層次，將所有指標分為極高、高、較高、一般、低5個等級； 步驟二 組織評分者評分；設(shè)評價者序號為k，k = 1，2，. . .，P，即有P個評價者，組織P個評價者根據(jù)各指標實測值和專業(yè)經(jīng)驗對各評價指標按評價等級進行打分； 步驟三建立評價矩陣，確定評價灰類；根據(jù)評價者評價結(jié)果，即根據(jù)第k個評價者對受評價對象某項指標給出的評分如 diJk，求得受評價對象的評價樣本矩陣D = (dijk)，其中i = 1，2，…，η ； j = 1,2,…，m;k =1,2,…，p，確定評價灰類的等級數(shù)、灰類的灰數(shù)及灰數(shù)的白化權(quán)函數(shù)； 步驟四使用物元法和層次分析法計算各要素權(quán)重；對各評價因素相互間的重要度，通過兩兩比較后，再進行特征根計算，在允許相容性范圍內(nèi)，運用物元法將各評價指標作為事件進行處理，提高各個權(quán)重指標的客觀性； 步驟五計算灰色評價系數(shù)；對評價指標XU，受評價對象屬于第e個評價灰類的灰色評價系數(shù)記為χ…；屬于各個評價灰類的總評價系數(shù)記為，則有
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多層次灰色綜合模型的太陽翼展開可靠性評估方法，其特征在于所述的步驟一中將所有指標分為5個等級，對應(yīng)分值分別為100，90，80，70，60，指標等級介于相鄰等級之間時，相應(yīng)評分值為95，85，75，65，具體等級由評分者根據(jù)經(jīng)驗及實驗本身特點決定。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多層次灰色綜合模型的太陽翼展開可靠性評估方法，其特征在于所述的步驟三中，白化權(quán)函數(shù)定義如下第1灰類(e = 1)，設(shè)定灰數(shù)罈e [90,+00)，白化權(quán)函數(shù)為，表達式為
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于多層次灰色綜合模型的太陽翼展開可靠性評估方法，其特征在于所述步驟四中允許的相容性范圍定義的一致性比率小于0. 1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于多層次灰色綜合模型的太陽翼展開可靠性評估方法，包括確定可靠性評估指標集，確定指標等級；組織專家對指標集評分；建立評價矩陣，確定評價灰類；使用物元法和層次分析法計算各要素權(quán)重；計算灰色評價系數(shù)；輸出綜合評估結(jié)果。本發(fā)明用于小樣本、貧信息實驗對象做出可靠性評估，可以對太陽翼展開可靠性做出比較準確的評估。本發(fā)明優(yōu)點是提出將可靠性要素分層次，并采用層次分析法結(jié)合物元法確定可靠性要素的權(quán)重，綜合評估結(jié)果具有直觀、客觀、可信等特點。
文檔編號G06F19/00GK102354346SQ20111032302
公開日2012年2月15日 申請日期2011年10月21日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月21日
發(fā)明者于安雷, 皮德常 申請人:南京航空航天大學