一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法，针对现有用于航空航天的大型蒸汽弹射装置红外辐射较强，系统连续工作能力差，弹射装置烧蚀严重，环境污染等问题，结合当下对大型电磁弹射装置(large electromagnetic ejection device，LEMED)的研究主要针对关键技术点的形势，以及以往对LEMED的研究中的不足，建立了基于GRA

【技术实现步骤摘要】
一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法


[0001]本专利技术属于大型电磁弹射装置评价
，具体涉及一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法。

技术介绍

[0002]大型电磁弹射装置(Large electromagnetic ejection device，LEMED)由于能够有效解决现有航空航天弹射方式存在的红外辐射强，系统连续工作能力差，弹射装置烧蚀严重，环境污染等问题，是目前的研究热点。
[0003]目前对LEMED的研究主要集中在脉冲储能电源、脉冲电源放电、电机控制等技术方面，对整个系统评价的研究很少。在现有技术中研究了电磁弹射装置的效能评估模型，提出了一种新的系统两级指标评价模型。但该系统评价指标较多，模型比较复杂，计算流程过于复杂，无法快速计算设计方案的有效性值，并且对于设计方案的投资效率也并未讨论。

技术实现思路

[0004]针对上述存在的问题，本专利技术提供一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法，基于现有的电磁弹射装置的效能评估模型，提出了快速计算模型，并建立DEA模型对系统设计方案中的费用值进行评估优化。
[0005]实现本专利技术目的的技术解决方案为：
[0006]一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0007]步骤1：建立大型电磁弹射装置LEMED的效能评估模型；
[0008]步骤2：建立GRA
‑
PCA
‑
LSSVM的效能快速计算模型，利用该模型快速计算出步骤1所建立的模型评估的效能值；
[0009]步骤3：建立DEA模型对LEMED的投资效率进行评价；
[0010]步骤4：基于得到的效能和投资效率对LEMED设计系统进行评估。
[0011]进一步地，步骤2所述的建立GRA
‑
PCA
‑
LSSVM的效能计算模型的步骤包括：
[0012]步骤21：对输入的评价指标进行GRA计算，选择主要指标；
[0013]步骤22：将选择出的主要指标进行PCA分析统计，将多个相互关联的指标转化为若干个综合指标，以降低维度；
[0014]步骤23：基于最小二乘支持向量机LSSVM，构建LSSVM的效能预测模型，用于求解出LEMED的效能值。
[0015]进一步地，步骤21的具体操作步骤包括：
[0016]步骤211：确定LEMED系统中的母序列和子序列；
[0017]步骤212：对母序列和子序列分别进行无量纲处理，并采用均值化处理序列，来去除量纲；
[0018]步骤213：计算子序列和母序列对应的因子的关联系数，其计算公式为：
[0019][0020]其中，m为子序列数，n为样本数，x0(k)为无量纲处理后母序列的第k个样本值，x
i
(k)为无量纲处理后第i个子序列的第k个样本值，ρ为分辨系数且取值为0.5；
[0021]步骤214：根据得到的因子的关联系数，计算出子序列相对母序列的关联度并对关联度进行排序，且关联度的计算公式为：
[0022][0023]进一步地，步骤22的具体操作步骤为：
[0024]步骤221：对输入的原数据进行规范化处理，得到样本矩阵；
[0025]步骤222：对处理后的样本矩阵进行相关分析，得到相关系数矩阵，通过相关系数矩阵来判断各指标之间的相关性，如果存在相关性，则进行PCA统计分析；
[0026]步骤223：根据相关系数矩阵，计算该矩阵的特征值和特征向量，得到特征值，即各主成分方差的方差，则贡献率为该成分的方差除以所有成分的方差之和，再将特征值按从大到小进行排序，前n个主成分的贡献率之和即为累积贡献率；
[0027]步骤224：根据特征值的具体要求或主成分的累积贡献率选择主成分，得到PCA结果，且得到的PCA结果的数学模型式为：
[0028][0029]其中，Z
l
是主成分，X
n
为标准化后的原始数据，a
ij
是主成分系数。
[0030]进一步地，步骤23的具体操作步骤包括：
[0031]步骤231：设样本数为n，x
i
为m维输入向量，y
i
为输出向量，构造最优线性回归函数为：
[0032][0033]其中，ω是权重向量，b是偏移量，是非线性映射；
[0034]步骤232：根据结构风险最小化原则，将目标函数(4)改写为：
[0035][0036]其中，λ为正则化参数，e
i
为训练集预测误差向量；
[0037]式(5)的约束条件式表示为：
[0038][0039]步骤233：利用拉格朗日函数将式(6)变换到对偶空间，即：
[0040][0041]其中，α
i
为拉格朗日乘子；
[0042]根据KKT条件可得：
[0043][0044]消除式(8)中的ω和e
i
后可得：
[0045][0046]其中，是核函数，一般取径向基核函数为：
[0047][0048]其中，μ为核参数；
[0049]步骤234：得出LSSVM的预测模型为：
[0050][0051]进一步地，步骤3的具体操作步骤为：
[0052]步骤31：利用整体有效性评价模型CCR来评价LEMED是否满足技术有效和规模有效；
[0053]步骤32：利用技术有效性评价模型BCC评价相对技术有效性；
[0054]步骤33：利用规模效益评价模型来验证决策单元是否处于最佳规模水平，并且可以判断其是处于规模递增、不变还是递减的状态；
[0055]步骤34：根据得到的整体有效性、规模有效性和相对技术有效性来评价LEMED系统的投资效率。
[0056]进一步地，假设LEMED中有s个DMU，每个决策单元有p个输入和q个输出，x
k
＝(x
1k
,x
2k
,
…
,x
pk
)
T
表示第k个DMU的输入向量，y
k
＝(x
1k
,x
2k
,
…
,x
qk
)
T
表示第k个DMU的输出向量，x0和y0表示被评价DMU0的输入和输出向量，则步骤31中所述的CCR模型的表达式为：
[0057][0058]其中，s
‑
和s
+
为松弛变量，λ
k
为一般变量，θ为整体效率；
[0059]引入非阿基米德无穷小量ε，则式(12)转化为：
[0060][0061]若式(13)的最优解为λ
*
，s
‑
*
，s
+*
，θ
*
，则有：...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立大型电磁弹射装置LEMED的效能评估模型；步骤2：建立GRA
‑
PCA
‑
LSSVM的效能快速计算模型，利用该模型快速计算出步骤1所建立的模型评估的效能值；步骤3：建立DEA模型对LEMED的投资效率进行评价；步骤4：基于得到的效能和投资效率对LEMED设计系统进行评估。2.根据权利要求1所述的一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法，其特征在于，步骤2所述的建立GRA
‑
PCA
‑
LSSVM的效能计算模型的步骤包括：步骤21：对输入的评价指标进行GRA计算，选择主要指标；步骤22：将选择出的主要指标进行PCA分析统计，将多个相互关联的指标转化为若干个综合指标，以降低维度；步骤23：基于最小二乘支持向量机LSSVM，构建LSSVM的效能预测模型，用于求解出LEMED的效能值。3.根据权利要求2所述的一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法，其特征在于，步骤21的具体操作步骤包括：步骤211：确定LEMED系统中的母序列和子序列；步骤212：对母序列和子序列分别进行无量纲处理，并采用均值化处理序列，来去除量纲；步骤213：计算子序列和母序列对应的因子的关联系数，其计算公式为：其中，m为子序列数，n为样本数，x0(k)为无量纲处理后母序列的第k个样本值，x
i
(k)为无量纲处理后第i个子序列的第k个样本值，ρ为分辨系数且取值为0.5；步骤214：根据得到的因子的关联系数，计算出子序列相对母序列的关联度并对关联度进行排序，且关联度的计算公式为：4.根据权利要求1所述的一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法，其特征在于，步骤22的具体操作步骤为：步骤221：对输入的原数据进行规范化处理，得到样本矩阵；步骤222：对处理后的样本矩阵进行相关分析，得到相关系数矩阵，通过相关系数矩阵来判断各指标之间的相关性，如果存在相关性，则进行PCA统计分析；步骤223：根据相关系数矩阵，计算该矩阵的特征值和特征向量，得到特征值，即各主成分方差的方差，则贡献率为该成分的方差除以所有成分的方差之和，再将特征值按从大到小进行排序，前n个主成分的贡献率之和即为累积贡献率；
步骤224：根据特征值的具体要求或主成分的累积贡献率选择主成分，得到PCA结果，且得到的PCA结果的数学模型式为：其中，Z
l
是主成分，X
n
为标准化后的原始数据，a
ij
是主成分系数。5.根据权利要求4所述的一种基于效能的大型电磁弹射装置的评价方法，其特征在于，步骤23的具体操作步骤包括：步骤231：设样本数为n，x
i
为m维输入向量，y
i
为输出向量，构造最优线性回归函数为：其中，ω是权重向量，b是偏移量，是非线性映射；步骤232：根据结构风险最小化原则，将目标函数(4)改写为：其中，λ为正则化参数，e
i
为训练集预测误差向量；式(5)的约束条件式表示为：步骤233：利用拉格朗日函数将式(6)变换到对偶空间，即：其中，α
i
为拉格朗日乘子；根据KKT条件可得：消除式(8)中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈桂明，李乔扬，王炜，高成强，张毅，
申请(专利权)人：中国人民解放军火箭军工程大学，
类型：发明
国别省市：