基于模糊层次分析法的液压系统能效评估方法技术方案

本公开提供了一种基于模糊层次分析法的液压系统能效评估方法，包括以下步骤：根据液压系统的结构特点和影响液压系统能效的指标，建立模糊层次分析法递阶模型；建立三角模糊一致判断矩阵的判断准则，根据该判断准则和模糊语言，通过三角模糊函数，获取指标两两比较后的三角模糊数，从而构建出三角模糊一致判断矩阵；对三角模糊一致判断矩阵进行解模糊，获得每个指标的相对权重；将指标的相对权重值进行归一化，得到每个指标的最终权重。

【技术实现步骤摘要】
基于模糊层次分析法的液压系统能效评估方法
本公开涉及一种基于模糊层次分析法的液压系统能效评估方法。
技术介绍
液压系统作为机械能动力装置，由于功率密度大，速度快，刚性高，因此广泛应用于航空领域。液压系统已成为现代飞机中非常重要的大型系统。它主要用于起落架的升降，舵面的辅助控制和飞行控制，以及车轮制动和前轮转向。自21世纪以来，随着电子技术，电气技术和自动控制理论的发展和应用，飞机，特别是军用飞机，对液压系统提出了更高的要求。在这种情况下，液压技术在传统液压系统的基础上迅速发展。传统的单液压驱动器已经通过使用电动机能量来推动机电一体化的发展。为了减轻液压系统的重量和飞机液压系统的尺寸，液压系统采用了高压设计。随着飞机性能的提高，液压系统支持更多动力，需要更快的传动。随着液压系统复杂性的增加，如何科学合理地评价液压系统的工作性能变得越来越重要。在查阅相关文献后，发现国内外对该领域的研究尚不成熟。层次分析法(AHP)是一种常用的评估和分析方法。AHP将影响系统的因素层级排布，通过建立判断矩阵计算各级因子之间的权重分布，最后通过层级权重综合得到每个方案的评估值。但是，当有许多要评估的对象或者对象中涉及很多因素时，AHP变得更加乏味，有时甚至根本也不起作用。另外，AHP的分析结果与判断矩阵的选择有较大的关系。因为判断矩阵的选择具有一定的随意性。而且，在比较每个要素的重要性的过程中，难以满足思维的一致性。模糊评价使用数学函数来表达现有事物的模糊属性。该方法可用于包括大量对象和大量信息的综合评估，可以更多地利用知识信息，并在一定程度上满足思维的一致性。但是，分类速度相对较慢。在这种情况下，模糊层次分析法(FAHP)结合模糊评价和层次分析法，将很好地解决上述问题。
技术实现思路
为了解决至少一个上述技术问题，本公开提出了一种基于模糊层次分析法的液压系统能效评估方法。根据本公开的一个方面，基于模糊层次分析法的液压系统能效评估方法包括以下步骤：根据液压系统的结构特点和影响液压系统能效的指标，建立模糊层次分析法递阶模型；建立三角模糊一致判断矩阵的判断准则，根据该判断准则和模糊语言，通过三角模糊函数，获取指标两两比较后的三角模糊数，从而构建出三角模糊一致判断矩阵；对三角模糊一致判断矩阵进行解模糊，获得每个指标的相对权重；将指标的相对权重值进行归一化，得到每个指标的最终权重；基于所述指标的最终权重，获取最优方案。根据本公开的至少一个实施方式，设论域R上的模糊数为M，若M的隶属度函数μM使得R→[0,1]，表示为下式：则称μM(x)为三角模糊函数，M为三角模糊数；其中M表示为(l,m,u)，l和u分别表示模糊的下确界和上确界，m为M的隶属度为1的中值，当x＝m时，x完全属于M。根据本公开的至少一个实施方式，模糊一致判断矩阵的判断准则为：相对权重为M1，比较等级为时，表示相比较的两个指标之间同等重要；相对权重为M3，比较等级为时，表示相比较的第一个指标比第二个指标稍微重要；相对权重为M5，比较等级为时，表示相比较的第一个指标比第二个指标重要；相对权重为M7，比较等级为时，表示相比较的第一个指标比第二个指标明显重要；相对权重为M9，比较等级为时，表示相比较的第一个指标比第二个指标非常重要；相对权重为M2、M4、M6、M8，比较等级为时，表示第一个指标比第二个指标的重要性处于中间状态。根据本公开的至少一个实施方式，模糊层次分析法递阶模型包括：包括以能效为总目标的目标层；包括可靠性、重量、功率、成本、维护性和成熟度6种影响液压系统能效的指标的指标层；以及包括3H21MPA、3H35MPA、2H1E、2H2E和4E五种型号液压系统的方案层。根据本公开的至少一个实施方式，对三角模糊一致判断矩阵进行解模糊的方法包括：M1(l1,m1,u1)和M2(l2,m2,u2)为三角模糊数，M1≥M2的可能度用三角模糊函数定义为下式：一个三角模糊数大于其它n个三角模糊数的可能度，定义为下式：V(M≥M1,...,Mn)＝minV(M≥Mi),i＝1,...,n；用dcj＝minV(Dc1≥Dc2,Dc3,Dc4,Dc5,Dc6),j＝1,2,...,6，表示对指标cj解模糊后的相对权重，其中Dc1、Dc2、Dc3、Dc4、Dc5、Dc6分别表示指标c1、c2、c3、c4、c5、c6的初始权重。根据本公开的至少一个实施方式，将指标的相对权重值进行归一化，通过下式获取每个指标的最终权重：其中，Vcj表示指标cj的最终权重，dc1、dc2、dc3、dc4、dc5、dc6分别表示指标c1,c2,c3,c4,c5,c6解模糊后的相对权重。根据本公开的至少一个实施方式，上述能效评估方法还包括：采用层次分析法评估液压系统的能效，并将其评估过程与采用模糊层次分析法的评估过程进行比较。根据本公开的至少一个实施方式，采用层次分析法评估液压系统的能效，包括以下步骤：根据液压系统的结构特点和影响液压系统能效的指标，建立层次分析法递阶模型；将指标进行两两比较，构建其所在指标层的判断矩阵；求解判断矩阵特征值和特征向量，获得指标的相对权重；在层次分析法递阶模型的方案层，使用专家评分作为每个方案的权重分布；求解方案层的各个方案对指标层的每一个指标的优先权重，以及求解指标层的各个指标对目标层的总目标的优先权重，通过加权和的方法递阶归并方案层的各个方案对总目标的最终权重，最终权重最大者对应的方案为最优方案。根据本公开的至少一个实施方式，层次分析法递阶模型与模糊层次分析法递阶模型相同。根据本公开的至少一个实施方式，求解判断矩阵特征值和特征向量之前，对判断矩阵进行一致性检验，当不满足一致性检验时，调整判断矩阵中相应的元素，直至判断矩阵满足一致性检验。附图说明附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。图1是根据本公开的至少一个实施方式的液压系统能效评估递阶模型。具体实施方式下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。在本公开的一个可选实施方式中，利用模糊层次分析法对液压系统进行能效评估，包括以下步骤：1)建立递阶层次模型：根据液压系统的结构特点和影响液压系统能效的有效因素，建立如图1所示的模糊层次分析法递阶模型。模糊层次分析法递阶模型包括目标层、指标层和方案层。目标层元素包括能效，能效为总目标。指标层元素包括可靠性、重量、功率、成本、维护性和成熟度6种影响液压系统能效的指标。方案层元素包括五种型号的液压系统：3H21MPA、3H35MPA、2H1E、2H2E和4E。2)构建三角模糊一致判断矩阵：首先建立三角模糊一致判断矩阵的判断准则，根据该判断准则和专家的模糊语言，通过三角模糊函数，获取6种指标两两比较后的三角模糊数，从而构建出三角模糊一致判断矩阵。具体的，三角模糊一致判断矩阵的判断准则如下本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊层次分析法的液压系统能效评估方法，其特征在于，包括以下步骤：根据液压系统的结构特点和影响液压系统能效的指标，建立模糊层次分析法递阶模型；建立三角模糊一致判断矩阵的判断准则，根据所述判断准则和模糊语言，通过三角模糊函数，获取所述指标两两比较后的三角模糊数，从而构建出三角模糊一致判断矩阵；对所述三角模糊一致判断矩阵进行解模糊，获得每个所述指标的相对权重；将所述指标的相对权重值进行归一化，得到每个所述指标的最终权重；基于所述指标的最终权重，获取最优方案。

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊层次分析法的液压系统能效评估方法，其特征在于，包括以下步骤：根据液压系统的结构特点和影响液压系统能效的指标，建立模糊层次分析法递阶模型；建立三角模糊一致判断矩阵的判断准则，根据所述判断准则和模糊语言，通过三角模糊函数，获取所述指标两两比较后的三角模糊数，从而构建出三角模糊一致判断矩阵；对所述三角模糊一致判断矩阵进行解模糊，获得每个所述指标的相对权重；将所述指标的相对权重值进行归一化，得到每个所述指标的最终权重；基于所述指标的最终权重，获取最优方案。2.根据权利要求1所述的能效评估方法，其特征在于，设论域R上的模糊数为M，若M的隶属度函数μM使得R→[0,1]，表示为下式：则称μM(x)为所述三角模糊函数，M为所述三角模糊数；其中M表示为(l,m,u)，l和u分别表示模糊的下确界和上确界，m为M的隶属度为1的中值，当x＝m时，x完全属于M。3.根据权利要求1或2所述的能效评估方法，其特征在于，所述模糊一致判断矩阵的判断准则为：相对权重为M1，比较等级为时，表示相比较的两个指标之间同等重要；相对权重为M3，比较等级为时，表示相比较的第一个指标比第二个指标稍微重要；相对权重为M5，比较等级为时，表示相比较的第一个指标比第二个指标重要；相对权重为M7，比较等级为时，表示相比较的第一个指标比第二个指标明显重要；相对权重为M9，比较等级为时，表示相比较的第一个指标比第二个指标非常重要；相对权重为M2、M4、M6、M8，比较等级为时，表示第一个指标比第二个指标的重要性处于中间状态。4.根据权利要求3所述的能效评估方法，其特征在于，所述模糊层次分析法递阶模型包括：包括以能效为总目标的目标层；包括可靠性、重量、功率、成本、维护性和成熟度6种影响液压系统能效的指标的指标层；以及包括3H21MPA、3H35MPA、2H1E、2H2E和4E五种型号液压系统的方案层。5.根据权利要求2所述的能效评估方法，其特征在于，对所述三角模糊一致判断矩阵进行解模糊的方法包括：M1(l1,m1,u1)和M2(l2,m2,u2)为...

【专利技术属性】
技术研发人员：尚耀星，焦灵芝，吴帅，焦宗夏，于波，唐哲文，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11