基于云重心理論的發動機仿真模型效能評估方法

范學斌++張松昌

摘 要：提出一種云重心理論的發動機仿真模型效能評估方法，可以綜合分析仿真模型對發動機的各種性能指標、適應性指標和故障指標，對于不同的設計方法發動機仿真模型進行了仿真效應值計算，以選取仿真度最高的模型，具有較高的效率。

關鍵詞：云重心 發動機仿真模型 效能評估

中圖分類號：E917 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）12（c）-0064-02

1 引言

發動機仿真模型是基于發動機的工作原理，使用計算機軟件進行設計開發的軟件模型。隨著仿真技術的不斷發展，各種仿真軟件平臺和技術的不斷涌現，仿真的真實度也同步不斷提高，發動機仿真模型可以基于多種不同的軟件平臺和仿真技術進行開發。而評估發動機仿真模型的效能因素很多，而這些因素一般具有關聯性和模糊性，并且進行指標權重分配較為困難。

1.1 發動機仿真模型效能

判斷一種發動機仿真模型的仿真度，需要對該模型的性能指標、故障指標與適應性指標3個方面進行評估。

仿真模型的性能指標，是指對發動機的各種性能的仿真程度，如，發動機的動力性指標、平均指示壓力、平均有效壓力、指示功率和有效功率等，發動機的經濟性指標如指示熱效率、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據庫技術中的數據挖掘技術[1]。傳統模糊集理論和概率統計是其基礎，是一種自然語言值的某個定性的概念與定量的表示間轉換的不確定性模型。云重心理論3個數學特征：期望值Ex、熵En、超熵Ee，其中Ex是概念在其論域的中心值，該值在整個數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，能夠體現在論域中可被模糊概念接受的元素數，He是En的不確定性度量，是熵，它體現了數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性相互融合，構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估的方法當中。

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。期望值反應了模糊概念的信息中心值。根據其位置的變化情況，可反映出系統狀態的變化情況，可以以此來區分它們的重要性。

2 發動機仿真模型效能評估

2.1 發動機仿真模型效能評估指標體系

根據影響因素分析，確定各級評價指標如圖1所示。

其中各級度量標準均為：好、較好、一般、較差、差。

2.2 確定指標權重

由于指標體系中的各個指標不全是定量指標，并且指標結構復雜、缺少具體的數值。未解決權重合理性的問題，該文采用層次分析法[2]來進行指標權重分配。層次分析法一般被運用于多目標、多準則、多要素、多層次、非結構化的復雜決策問題，實用性十分廣泛的。

3 結果分析

現有3種不同的發動機仿真模型，現根據計算求各個發動機仿真模型的加權偏離度，其中模型一的加權偏離度為-0.163 5，即與距離理想狀態的偏離度為0.163 5，所以，模型一的效應值為1-0.163 5=0.836 5；模型二的加權偏離度為-0.238 7，模型二的效應值為1-0.238 7=0.761 3；模型三的加權偏離度為-0.216 4，模型三的效應值為1-0.216 4=0.783 6。分別將各個模型的效應值輸入到評測云發生器之后，模型一激活“優秀”的云對象；模型二激活“良好”的云對象，未達到優秀標準；模型三激活“良好”的云對象，也未達到優秀標準。由于模型一距理想方案的偏離度最小，效應值最高，所以，該模型的價值最高。

4 結語

該文基于云重心理論，提出了一種發動機仿真模型效能評估方法，對每一個仿真模型進行云重心偏離度計算，輸入云發生器進行評測，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，為發動機仿真模型效能評估提供了科學依據。

參考文獻

[1] 李德毅.從隸屬函數到隸屬云[J].計算機研究與發展，1996，9（7）：132-l81.

[2] 粱軍，趙勇.系統工程導論[M].北京：化學工業出版社，2005.