基于云重心理论的发动机仿真模型效能评估方法

范学斌++张松昌

摘 要：提出一种云重心理论的发动机仿真模型效能评估方法，可以综合分析仿真模型对发动机的各种性能指标、适应性指标和故障指标，对于不同的设计方法发动机仿真模型进行了仿真效应值计算，以选取仿真度最高的模型，具有较高的效率。

关键词：云重心 发动机仿真模型 效能评估

中图分类号：E917 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2016）12（c）-0064-02

1 引言

发动机仿真模型是基于发动机的工作原理，使用计算机软件进行设计开发的软件模型。随着仿真技术的不断发展，各种仿真软件平台和技术的不断涌现，仿真的真实度也同步不断提高，发动机仿真模型可以基于多种不同的软件平台和仿真技术进行开发。而评估发动机仿真模型的效能因素很多，而这些因素一般具有关联性和模糊性，并且进行指标权重分配较为困难。

1.1 发动机仿真模型效能

判断一种发动机仿真模型的仿真度，需要对该模型的性能指标、故障指标与适应性指标3个方面进行评估。

仿真模型的性能指标，是指对发动机的各种性能的仿真程度，如，发动机的动力性指标、平均指示压力、平均有效压力、指示功率和有效功率等，发动机的经济性指标如指示热效率、有效热效率、指示燃油消耗率和有效燃油消耗率等。

1.2 云重心理论

云重心理论来源于数据库技术中的数据挖掘技术[1]。传统模糊集理论和概率统计是其基础，是一种自然语言值的某个定性的概念与定量的表示间转换的不确定性模型。云重心理论3个数学特征：期望值Ex、熵En、超熵Ee，其中Ex是概念在其论域的中心值，该值在整个数域空间中最能代表其定性概念，En则是定性概念的模糊度以及概率综合度量，能够体现在论域中可被模糊概念接受的元素数，He是En的不确定性度量，是熵，它体现了数域空间中代表该语言值不确定度的凝聚性，能够反映云滴的凝聚度。将该问题的模糊性和随机性相互融合，构成定性和定量之间的映射，因此，该文将云重心理论引入到效能评估的方法当中。

云重心表示为T=a×b。其中，a是云重心的位置，b是云重心的高度。期望值反应了模糊概念的信息中心值。根据其位置的变化情况，可反映出系统状态的变化情况，可以以此来区分它們的重要性。

2 发动机仿真模型效能评估

2.1 发动机仿真模型效能评估指标体系

根据影响因素分析，确定各级评价指标如图1所示。

其中各级度量标准均为：好、较好、一般、较差、差。

2.2 确定指标权重

由于指标体系中的各个指标不全是定量指标，并且指标结构复杂、缺少具体的数值。未解决权重合理性的问题，该文采用层次分析法[2]来进行指标权重分配。层次分析法一般被运用于多目标、多准则、多要素、多层次、非结构化的复杂决策问题，实用性十分广泛的。

3 结果分析

现有3种不同的发动机仿真模型，现根据计算求各个发动机仿真模型的加权偏离度，其中模型一的加权偏离度为-0.163 5，即与距离理想状态的偏离度为0.163 5，所以，模型一的效应值为1-0.163 5=0.836 5；模型二的加权偏离度为-0.238 7，模型二的效应值为1-0.238 7=0.761 3；模型三的加权偏离度为-0.216 4，模型三的效应值为1-0.216 4=0.783 6。分别将各个模型的效应值输入到评测云发生器之后，模型一激活“优秀”的云对象；模型二激活“良好”的云对象，未达到优秀标准；模型三激活“良好”的云对象，也未达到优秀标准。由于模型一距理想方案的偏离度最小，效应值最高，所以，该模型的价值最高。

4 结语

该文基于云重心理论，提出了一种发动机仿真模型效能评估方法，对每一个仿真模型进行云重心偏离度计算，输入云发生器进行评测，可以得到与理想解最接近的方案，从而确定了仿真度最高的模型，为发动机仿真模型效能评估提供了科学依据。

参考文献

[1] 李德毅.从隶属函数到隶属云[J].计算机研究与发展，1996，9（7）：132-l81.

[2] 粱军，赵勇.系统工程导论[M].北京：化学工业出版社，2005.