專利名稱:一種電力推進系統(tǒng)仿真可信度的綜合評估方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及的是電力推進系統(tǒng)和仿真評估領(lǐng)域,特別是涉及一種電力推進系統(tǒng)仿真可信度的綜合評估方法。
背景技術(shù):
近年來,仿真技術(shù)作為最先進的科學(xué)技術(shù),以其經(jīng)濟性好、安全性高和操作性強等優(yōu)點,被廣泛應(yīng)用于各個研究領(lǐng)域,同時也帶來了巨大的經(jīng)濟效益。仿真技術(shù)也被稱之為除了理論研究與實物分析之外的又一種解剖現(xiàn)實世界的新方法,成為正確認識客觀世界的又一技術(shù)手段。因此,采用仿真技術(shù)對實際系統(tǒng)進行研究,不但可以有效降低科研成本、縮短研發(fā)周期,還能夠加快改善實際系統(tǒng)性能的步伐。盡管仿真技術(shù)的應(yīng)用有較多優(yōu)越性,但也存在一定的風(fēng)險。仿真技術(shù)是以相似理論為基礎(chǔ),對真實事物或虛擬事物進行構(gòu)造和試驗分析的。因此所建立的仿真系統(tǒng)也不可能完全模擬真實事物本身。仿真系統(tǒng)是否具有真實可信度、所得的仿真輸出結(jié)果能否可用,與系統(tǒng)開發(fā)全研發(fā)周期中依據(jù)仿真輸出結(jié)果所展開的一系列實施步驟密切相關(guān)。因此,對實際系統(tǒng)的仿真進行可信度評估是必要而迫切的。通過對仿真系統(tǒng)進行可信度分析,不但可以使所建立的仿真系統(tǒng)與仿真輸出結(jié)果的正確性得到增強,降低應(yīng)用和開發(fā)仿真系統(tǒng)所帶來的一系列風(fēng)險,而且還能夠幫助開發(fā)人員發(fā)現(xiàn)仿真系統(tǒng)在設(shè)計過程中存在的不足,并及時進行修正。通過對實際系統(tǒng)的仿真進行可信度評估,不僅可以有效縮短仿真系統(tǒng)的開發(fā)周期、降低系統(tǒng)開發(fā)成本,還能夠較好的預(yù)防重大事故發(fā)生。也就是說,只有保證了仿真系統(tǒng)和仿真輸出結(jié)果滿足一定范圍的可信度,對實際系統(tǒng)所進行的一系列仿真活動才具有實際的意義和價值、所得的仿真系統(tǒng)和仿真輸出結(jié)果才具有可用性。 目前,國內(nèi)外都沒有關(guān)于電力推進系統(tǒng)可信度評估方面的專利,與之最接近的是可信性分析。國外僅有幾項關(guān)于實際設(shè)備的可信性分析的專利,均是采用對設(shè)備參數(shù)測試分析的方式進行可信性預(yù)測;而本發(fā)明則是針對仿真系統(tǒng)進行可信度分析。國內(nèi)僅有一項可信性評測的專利,即基于事件注入的計算機網(wǎng)絡(luò)可信性評測裝置,它是一種基于事件注入的計算機網(wǎng)絡(luò)可信性評測裝置,它的可信性評測是依靠造成目標系統(tǒng)故障的事件模型庫、目標系統(tǒng)服務(wù)能力下降的事件模型庫、系統(tǒng)脆弱點庫,通過系統(tǒng)軟件集測試數(shù)據(jù)加密存儲、數(shù)據(jù)分析和輸出功能,為目標計算機網(wǎng)絡(luò)的可信性測評提供數(shù)據(jù)。而本發(fā)明則是采用層次分析和BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對仿真結(jié)果的每項指標可信度進行綜合,得出的可信度分析結(jié)果,兩者完全不同。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電力推進系統(tǒng)仿真可信度的綜合評估方法。本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:本發(fā)明包括如下步驟:
(I)按照系統(tǒng)級到單元級的順序,將電力推進系統(tǒng)分解為子系統(tǒng);(2)自頂向下、逐層對仿真系統(tǒng)各準則下的子系統(tǒng)進行分解,直至最小單元;(3)獲取指標以及子系統(tǒng)相對于上一層節(jié)點的權(quán)重;(4)獲取子系統(tǒng)的指標的可信度;(5)根據(jù)指標的可信度和權(quán)重得到子系統(tǒng)的可信度;(6)由子系統(tǒng)逐層向上,綜合子系統(tǒng)的權(quán)重得到整個電力推進系統(tǒng)仿真的可信度綜合評估結(jié)果。獲取指標以及子系統(tǒng)相對于上一層節(jié)點的權(quán)重的步驟包括:(I)設(shè)置初始參數(shù)(0和0 ,其中(0為初始權(quán)重.Q為臨界值;(2)將需要計算權(quán)重子系統(tǒng)的實測數(shù)據(jù)樣本加入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),獲取輸出值:
權(quán)利要求
1.一種電力推進系統(tǒng)仿真可信度的綜合評估方法,其特征在于,包括如下步驟: (1)按照系統(tǒng)級到單元級的順序,將電力推進系統(tǒng)分解為子系統(tǒng); (2)自頂向下、逐層對仿真系統(tǒng)各準則下的子系統(tǒng)進行分解,直至最小單元; (3)獲取指標以及子系統(tǒng)相對于上一層節(jié)點的權(quán)重; (4)獲取子系統(tǒng)的指標的可信度; (5)根據(jù)指標的可信度和權(quán)重得到子系統(tǒng)的可信度; (6)由子系統(tǒng)逐層向上,綜合子系統(tǒng)的權(quán)重得到整個電力推進系統(tǒng)仿真的可信度綜合評估結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力推進系統(tǒng)仿真可信度的綜合評估方法,其特征在于,所述的獲取指標以及子系統(tǒng)相對于上一層節(jié)點的權(quán)重的步驟包括: (O設(shè)置初始參數(shù)ω和Θ,其中ω為初始權(quán)重.Θ為臨界值; (2)將需要計算權(quán)重子系統(tǒng)的實測數(shù)據(jù)樣本加入BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),獲取輸出值yJ:>Ι; ^[Ι + ε^^Τ1,其中Xi為該節(jié)點的輸入, =1...πι ^ij為從i到j(luò)的聯(lián)接權(quán),i=L...m, j=l...!!,初始權(quán)重隨機設(shè)為[O,I] ; Θ」為臨界值; (3)按已知輸出數(shù)據(jù)與輸出值之差Cljij調(diào)整權(quán)系數(shù)(0,調(diào)整量為:口COij=Ii δ jXj,其中Π為比例系數(shù),即學(xué)習(xí)率,范圍為
,連續(xù)提高η值,直到達到設(shè)定的訓(xùn)練速度為止;χ」為隱節(jié)點的網(wǎng)絡(luò)輸入、輸出節(jié)點為隱節(jié)點的輸出,j=l…n ;dj為已知的輸出數(shù)據(jù);是一個與輸出偏差相關(guān)的值,對于輸`出節(jié)點:S j= Ilj(1-Yj) (dj-yj)對于隱層節(jié)點:^ = χΛ1-χ,)Σδ^β,各層神經(jīng)元的權(quán)值調(diào)整后為:ω υ (t) = ω u (t-1) + □ ω u,其中t為學(xué)習(xí)次數(shù); (4)進行迭代,調(diào)整所有ω值,直到輸出誤差小于設(shè)定允許值,完成BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練; (5)對各神經(jīng)元之間的權(quán)重進行分析處理,其中相關(guān)顯著性系數(shù) G=Ix(卜n^ife ) 1=1 相關(guān)指數(shù) 絕對影響系數(shù)OTi=l 其中,i為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入單元,i=l-m ;j為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸出單元,j=l-n ;k為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的隱含單元,k=L..+ ; coki為輸入層神經(jīng)元i和隱含層神經(jīng)元k之間的權(quán)系數(shù);ω jk為輸出層神經(jīng)元j和隱含層神經(jīng)元k之同的權(quán)系數(shù); (6)求絕對影響系數(shù)Su,即為所求子系統(tǒng)中下一層節(jié)點相對于上一層節(jié)點的客觀權(quán)重; (7)將客觀的指標權(quán)重轉(zhuǎn)換成指標權(quán)重比值; (8)提取子系統(tǒng)的主觀指標權(quán)重比值;(9)對客觀指標權(quán)重比值和主觀指標權(quán)重比值求期望,獲取綜合權(quán)重比值; (10)將綜合權(quán)重比值排列成判斷矩陣,其中Cu為i指標相對于j指標的綜合權(quán)重比值:
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種電力推進系統(tǒng)仿真可信度的綜合評估方法,其特征在于,所述的指標可信度評估方法,針對不同的指標和子系統(tǒng)數(shù)據(jù)類型,選取的步驟如下: (1)對一個系統(tǒng)中所有指標的數(shù)據(jù)類型進行分類; (2)對于不可以量化、只能模糊給出評價的指標,可以采用模糊綜合評判法; (3)對于輸出連續(xù)波形圖像的數(shù)據(jù)類型,可以采用倒頻譜分析法; (4)對于可提供數(shù)據(jù)的指標多,但是單一指標數(shù)據(jù)少的情況,可以采用相似度分析; (5)對于可以提供大量重復(fù)試驗數(shù)據(jù)的指標,可以采用誤差分析法; (6)對于一些不能準確劃分的指標,可以采用兩種或多種方法相結(jié)合進行可信度評估。
全文摘要
本發(fā)明涉及的是電力推進系統(tǒng)和仿真評估領(lǐng)域,特別是涉及一種電力推進系統(tǒng)仿真可信度的綜合評估方法。本發(fā)明包括將電力推進系統(tǒng)分解為子系統(tǒng);對仿真系統(tǒng)各準則下的子系統(tǒng)進行分解,直至最小單元;獲取指標以及子系統(tǒng)相對于上一層節(jié)點的權(quán)重;獲取子系統(tǒng)的指標的可信度;得到子系統(tǒng)的可信度;得到整個電力推進系統(tǒng)仿真的可信度綜合評估結(jié)果。本發(fā)明能夠增強所建立仿真系統(tǒng)輸出結(jié)果的正確性,降低開發(fā)和應(yīng)用仿真系統(tǒng)所帶來的風(fēng)險;有效幫助了開發(fā)人員及時發(fā)現(xiàn)仿真系統(tǒng)在設(shè)計過程中的不足,并進行相應(yīng)修正;能夠有效縮短仿真系統(tǒng)的開發(fā)周期、降低開發(fā)成本,能夠有效預(yù)防仿真系統(tǒng)實際應(yīng)用時的重大事故發(fā)生。
文檔編號G06F17/50GK103246762SQ201310122149
公開日2013年8月14日 申請日期2013年4月10日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月10日
發(fā)明者劉勝, 智鵬飛, 張?zhí)m勇, 李冰, 朱琬璐 申請人:哈爾濱工程大學(xué)