专利名称：基于多层次灰色综合模型的太阳翼展开可靠性评估方法
技术领域：
本发明涉及一种对小样本、贫信息实验对象做出可靠性评估方法，特别涉及一种基于多层次灰色综合模型的太阳翼展开可靠性试验评估方法。
背景技术：
随着航天技术的迅速发展，空间飞行器的结构日趋复杂，功能不断增多，需要采取各种机构来完成多种任务。太阳翼不能正常展开，将会造成灾难性的后果，给国家财产造成重大损失。但是，由于太阳翼机构造价昂贵不可能进行大样本试验。灰色评价善长处理贫信息系统，它能在短资料、少信息条件下建模、预测和评估。针对少数据、小样本、信息不完全和经验缺乏的不确定性问题，灰色系统理论是很好的数学工具。层次分析法(Analytic Hierarchy Process，简称ΑΗΡ)是美国著名运筹学家，匹兹堡大学萨迪(T. L. Saaty)教授提出的一种系统分析方法。它对各评价因素相互间的重要度，通过两两比较后，再进行特征根计算，在允许相容性范围内，按照综合重要度给出其评价顺序。两两比较是对若干因素的大小或强弱关系进行比较。物元分析法是我国著名学者蔡文教授首创的一门介于数学和实验之间的学科。它通过分析大量实例发现人们在处理不相容问题时，必须将事物，特征及相应的量值综合在一起考虑，才能构思出解决不相容问题的方法，更贴切地描述客观事物的变化规律，把解决矛盾问题的过程形式化。这种方法的主要思想是把事物用“事物、特征、量值”三个要素来描述，并组成有序三元组的基本元，即物元。物元分析是研究物元及其变化规律，并用于解决现实世界中的不相容问题的有效方法。通常情况下，先聘请领域专家对各个影响事件的因素进行比较判断，再运用层次分析法将这种定性判断的结果量化。然而由于各个专家的知识结构、个人偏好以及认识能力的差异，往往导致他们对各个因素之间的重要性判断与客观实际有偏离。物元分析法将各专家作为特征样本，将各评价指标作为事件进行处理，这样得出的修正权重可以较大的提高各个权重指标的客观性。
发明内容
发明目的为了解决少数据、小样本、信息不完全和经验缺乏的不确定性问题情况下的太阳翼展开可靠性评估问题，在汲取灰色系统理论优点的基础上，提出将可靠性要素分层次，并运用层次分析法，同时结合物元法确定各个可靠性因素的权重，从而提高各个权重指标的客观性，形成了可解决小样本数据下，一种基于多层次、灰色综合评估模型的可靠性评估方法。技术方案为实现上述目的，本发明的一种基于多层次灰色综合模型的太阳翼展开可靠性评估方法，包括以下步骤步骤一确定可靠性评估指标集，确定指标等级；将太阳翼展开试验过程中的测试要素及关键部件的特性要素分成三个层次。将所有指标分为极高、高、较高、一般、低5个等级；步骤二 组织评分者评分；设评价者序号为k，k = 1，2，. . .，P，即有P个评价者。组织P个评价者根据各指标实测值和专业经验对各评价指标按评价等级进行打分；步骤三建立评价矩阵，确定评价灰类；根据评价者评价结果，即根据第k个评价者对受评价对象某项指标Xu给出的评分如Cli jk，求得受评价对象的评价样本矩阵D = (dijk)，其中i = 1，2，…，η ;j = 1，2，-,m； k= 1,2,…，ρ。确定评价灰类的等级数、灰类的灰数及灰数的白化权函数；步骤四使用物元法和层次分析法计算各要素权重；对各评价因素相互间的重要度，通过两两比较后，再进行特征根计算，在允许相容性范围内，运用物元法将各评价指标作为事件进行处理，提高各个权重指标的客观性；步骤五计算灰色评价系数；对评价指标Xu，受评价对象属于第e个评价灰类的灰色评价系数记为χ…；属于各个评价灰类的总评价系数记为xu。则有
PXlje^YjZeid1Jk)
k=\χν =YuXlje，其中g为评价灰类的个数。所有评价者就评价指标Xu对受评价对象对于第e个灰类的灰色评价权
_] riJe = XijeAij受评价对象的评价指标Xu对于各灰类的灰色评价权向量riJ = ^ijljTij2, ...，riJg)将受评价对象的Xu对于各评价灰类的灰色评价权向量综合后，得受评价对象Xij 的对于各评价灰类的灰色评价权矩阵氏。步骤六计算综合评估值；对受评价对象的Xu作综合评价的结果Bi = Ai · Ri = (bn, bi2, ···, big)由Bi得更高层次受评价对象的X所属指标Xu对各评价灰类的灰色评价权矩阵置， 对受评价对象的X作综合评价的结果记为B，则B = A · R = (b1 b2,…，bg)计算出综合评估值W = B · Ct，其中C = ((I1, d2，…，dg)。有益效果本发明给出了一种基于多层次灰色综合模型的太阳翼展开可靠性评估方法，该方法在汲取灰色系统理论优点基础上，将可靠性要素分层次，并采用层次分析法结合物元法确定可靠性要素的权重，综合评估结果具有直观、客观、可信等特点，是一种对太阳翼展开可靠性评估的全新方法。
图1是本发明方法的流程图。图2是本发明方法的可靠性要素权重的计算过程图。
图3是本发明方法的可靠性要素层次图。图4是软件运行界面图。
具体实施例方式为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对最佳实施例进行详细说明。本发明的方法如图1所示，具体步骤如下步骤一确定可靠性评估指标集，确定指标等级；结合实验对象本身特点以及大量文献资料，将太阳翼展开试验过程中的测试要素及关键部件的特性要素分成如图3所示的三个层次，包括4个一级指标展开状态基频、 最小静力矩裕度、铰链驱动特性评价指标和展开实验评价指标；其中铰链驱动特性评价指标包含以下5个方面的铰链驱动特性评价根部铰链、支撑臂/连接架、连接架/内板、内板/外板、太阳翼；展开实验评价指标则包含以下5个方面展开时间、展开对中度、钢丝绳张力、锁定深度、连接件与横梁之间的高度。将所有指标分为极高、高、较高、一般、低5个等级，对应分值分别为100、90、80、70、60，指标介于相邻等级之间时，相应评分值为95、85、 75、65。具体等级标准由各专家根据经验以及实验对象本身特点确定。步骤二 组织评分者评分；设评价者序号为k，k= 1，2，...，P，即有P个评价者。组织P个评价者根据各指标实测值和专业经验对各评价指标按评价等级进行打分；步骤三建立评价矩阵，确定评价灰类；根据评价者的评价结果，即根据第k个评价者对受评价对象某项指标Xu给出的评分Cli jk，求得受评价对象的评价样本矩阵D = (dijk)，其中i = 1，2，…，η ;j = 1，2，-,m； k = 1,2, ".,ρ。分析上述评价指标的评分等级标准，采用5个评价灰类，灰类序号为e，e = 1，2， 3，4，5。其相应的灰数及白化权函数如下第1灰类(e = 1)，设定灰数罈e[90,+a>)，白化权函数为，表达式为
权利要求
1.一种基于多层次灰色综合模型的太阳翼展开可靠性评估方法，其特征在于，包括以下几个步骤步骤一确定可靠性评估指标集，确定指标等级；将太阳翼展开试验过程中的测试要素及关键部件的特性要素分成三个层次，将所有指标分为极高、高、较高、一般、低5个等级； 步骤二 组织评分者评分；设评价者序号为k，k = 1，2，. . .，P，即有P个评价者，组织P个评价者根据各指标实测值和专业经验对各评价指标按评价等级进行打分； 步骤三建立评价矩阵，确定评价灰类；根据评价者评价结果，即根据第k个评价者对受评价对象某项指标给出的评分如 diJk，求得受评价对象的评价样本矩阵D = (dijk)，其中i = 1，2，…，η ； j = 1,2,…，m;k =1,2,…，p，确定评价灰类的等级数、灰类的灰数及灰数的白化权函数； 步骤四使用物元法和层次分析法计算各要素权重；对各评价因素相互间的重要度，通过两两比较后，再进行特征根计算，在允许相容性范围内，运用物元法将各评价指标作为事件进行处理，提高各个权重指标的客观性； 步骤五计算灰色评价系数；对评价指标XU，受评价对象属于第e个评价灰类的灰色评价系数记为χ…；属于各个评价灰类的总评价系数记为，则有
2.根据权利要求1所述的基于多层次灰色综合模型的太阳翼展开可靠性评估方法，其特征在于所述的步骤一中将所有指标分为5个等级，对应分值分别为100，90，80，70，60，指标等级介于相邻等级之间时，相应评分值为95，85，75，65，具体等级由评分者根据经验及实验本身特点决定。
3.根据权利要求1所述的基于多层次灰色综合模型的太阳翼展开可靠性评估方法，其特征在于所述的步骤三中，白化权函数定义如下第1灰类(e = 1)，设定灰数罈e [90,+00)，白化权函数为，表达式为
4.根据权利要求1所述的基于多层次灰色综合模型的太阳翼展开可靠性评估方法，其特征在于所述步骤四中允许的相容性范围定义的一致性比率小于0. 1。
全文摘要
本发明公开了一种基于多层次灰色综合模型的太阳翼展开可靠性评估方法，包括确定可靠性评估指标集，确定指标等级；组织专家对指标集评分；建立评价矩阵，确定评价灰类；使用物元法和层次分析法计算各要素权重；计算灰色评价系数；输出综合评估结果。本发明用于小样本、贫信息实验对象做出可靠性评估，可以对太阳翼展开可靠性做出比较准确的评估。本发明优点是提出将可靠性要素分层次，并采用层次分析法结合物元法确定可靠性要素的权重，综合评估结果具有直观、客观、可信等特点。
文档编号G06F19/00GK102354346SQ20111032302
公开日2012年2月15日 申请日期2011年10月21日 优先权日2011年10月21日
发明者于安雷, 皮德常 申请人:南京航空航天大学