某型裝甲車輛底盤關(guān)鍵部件綜合檢測系統(tǒng)抗干擾性能預(yù)測*

孫興飛 周鳳潮 紀(jì)偉虎 段疆宏 葛希波

（解放軍66157部隊 保定 072653）

1 引言

某型裝甲車輛底盤關(guān)鍵部件綜合檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，主要由硬件和軟件兩大部分組成。硬件部分包括各類傳感器、模塊化信號調(diào)理器、數(shù)據(jù)采集控制器和計算機；軟件部分包括多通道數(shù)據(jù)采集軟件、通用信號分析與處理軟件、關(guān)鍵部件技術(shù)狀況評估與故障診斷軟件［1]。

準(zhǔn)確可信地評估某型裝甲車輛底盤關(guān)鍵部件綜合檢測系統(tǒng)抗干擾性能有助于了解、掌握該系統(tǒng)在干擾條件下的工作狀態(tài)，明確其能力和不足，同時可為該系統(tǒng)的后續(xù)改進研制和實際操作提供可靠的參考依據(jù)。

圖1 某型裝甲車輛底盤關(guān)鍵部件綜合檢測系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖

2 某型裝甲車輛底盤關(guān)鍵部件綜合檢測系統(tǒng)抗干擾性能評價指標(biāo)體系

2.1 確定評價指標(biāo)

評價某型裝甲車輛底盤關(guān)鍵部件綜合檢測系統(tǒng)抗干擾性能主要基于三個方面：傳感器、信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集控制器。同時傳感器、信號調(diào)理器和數(shù)據(jù)采集控制器的抗干擾性能分別受各自子因素影響［1～5]（見圖2）。

圖2 某型裝甲車輛底盤關(guān)鍵部件綜合檢測系統(tǒng)抗干擾性能評價指標(biāo)體系

2.2 確定評價等級

將指標(biāo)分為優(yōu)、良、中、合格、不合格五個等級，分別賦予相應(yīng)的分值9，7，5，3，1。根據(jù)灰色評估理論［6～7]，本文中5個指標(biāo)評分等級對應(yīng)5個評價灰類，其相應(yīng)的灰數(shù)和白化權(quán)函數(shù)如下：

確定評價灰類就是要確定評價灰類的等級數(shù)、灰類的灰數(shù)以及灰數(shù)的白化權(quán)函數(shù)。

3 基于層次分析法預(yù)測系統(tǒng)抗干擾性能［8～9]

3.1 構(gòu)建判斷矩陣

結(jié)合專家經(jīng)驗，對于 U1，U2，U3，其判斷矩陣為

表1 判斷矩陣

3.2 計算判斷矩陣的各行元素的積的n次方根

對于本例，n=3，則：

ωˉ1=2.2894，ωˉ2=0.3816，ωˉ3=1.1447，并將其歸一化得到：ω1=0.6000，ω2=0.1000，ω3=0.3000。

3.3 判斷矩陣的一致性檢驗

CI=(λmax-n)/(n-1)=0.00005，其中λmax為判斷矩陣的最大特征值。判斷矩陣的隨機一致性指標(biāo)CR=CI/RI＜0.1（RI為常數(shù)），判斷矩陣具有滿意一致性。故 U1，U2，U3的指標(biāo)權(quán)重分別為 0.6000，0.1000，0.3000。

同理可算出指標(biāo) U11，U12，U13，U21，U22，U31，U32各自權(quán)重分別為［0.1 0.2 0.7]；［0.3 0.7]；［0.7 0.3]。

3.4 預(yù)測抗干擾性能

EAHP=0.6*［0.1 0.2 0.7]*［1 10 2]’+0.1*［0.3 0.7]*［2 5]’+0.3*［0.7 0.3]*［5 10]’=4.46（式中的整數(shù)矩陣部分可根據(jù)判斷矩陣，再結(jié)合白化權(quán)函數(shù)得到）。

4 模糊綜合評判法預(yù)測抗干擾性能［10]

由層次分析法可知，評判因素集U=［U1，U2，U3]=［0.1 0.2 0.7]；其中子因素集 U1=［U11，U12，U13]=［0.6000，0.1000，0.3000]；子因素集 U2=［U21，U22]=［0.3 0.7]；子因素集U3=［U31，U32]=［0.7 0.3]。

4.1 確定模糊關(guān)系矩陣

模糊關(guān)系矩陣根據(jù)判斷矩陣和白化權(quán)函數(shù)得到。

表2 模糊關(guān)系矩陣R1

表3 模糊關(guān)系矩陣R2

表4 模糊關(guān)系矩陣R3

4.2 預(yù)測系統(tǒng)抗干擾性能

初 級 評 判 結(jié) 果B1=U1*R1=［0.3000 0 0 0.0667 0.6333]，

最終評判結(jié)果為B=U*［B1；B2；B3]=［0.1359 0.0711 0.2464 0.3254 0.2213]；

故預(yù)測值為Q=B*［9 7 5 3 1]=4.1503。

5 最大熵原理預(yù)測系統(tǒng)抗干擾性能［11]

5.1 最大熵原理

1948年，香農(nóng)（Shannon）用熵來定量地描述一個隨機事件的不確定性或信息量：

式中H稱為信息熵，熵H是pi的泛函，因此存在一個使H取極大值的分布。相應(yīng)的概率分布滿足：

且若干已知函數(shù)fk(xi)的平均值Ek是給定的，即

利用拉格朗日乘子式：

同時聯(lián)立式（1）、（2）、（3）可得

又由于 lnx≤x-1，則

根據(jù)最大熵原理，當(dāng)且僅當(dāng)

時，H取得最大值。

5.2 預(yù)測系統(tǒng)抗干擾性能

由于影響某型裝甲車輛底盤關(guān)鍵部件綜合檢測系統(tǒng)抗干擾性能的因素有很多，不確定性很大，如果采用單一方法預(yù)測，預(yù)測誤差較大；如果采用最大熵原理的方法對傳統(tǒng)方法的預(yù)測結(jié)果進行綜合運用，即以前述的各種預(yù)測結(jié)果作為約束條件，求出最大熵的分布，預(yù)測誤差將會大大降低。根據(jù)最大熵原理，建立模型如下［12]：

聯(lián)立可求得參數(shù)α和βk，進而求得

最后通過求期望值即可預(yù)測出系統(tǒng)的抗干擾性能。則聯(lián)立（9）、（10）、（11）可得：

其中y為抗干擾性能實際值，這里取7。

聯(lián)立（12）、（13）可得到：α? 2，β1? 42.04，β2? -31.11，則

6 結(jié)果分析

7 結(jié)語

當(dāng)影響某型裝甲車輛底盤關(guān)鍵部件綜合檢測系統(tǒng)抗干擾性能的隨機且不確定的因素很多時，可以采用最大熵原理的方法對各種傳統(tǒng)模型的預(yù)測結(jié)果進行綜合，求出最大熵的分布，準(zhǔn)確度將大大提高。