基于模糊综合评判确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度的方法技术

本发明专利技术涉及基于模糊综合评判确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度的方法，该方法将模糊综合评判应用于AgSnO2触头材料性能评估并确定第二相最优粒度，对AgSnO2触头材料性能进行定量化分析，从而得到一个更加直观具体，清晰的总体评价，对所有待评估对象进行排序，选出最优的对象，即可达到AgSnO2触头材料中第二相粒度最优值选取的目的，更准确的反应AgSnO2触头材料工作性能。本发明专利技术采用改进型层次分析法得到的主观权重和熵权法得到的客观权重相结合的思想，用拉格朗日乘子优化法对各评价要素进行组合权重计算，充分减少权重计算的主观性，发掘原始数据中所包含的信息量，使各指标权重的确定更加精确，综合评估不同第二相粒度条件下的AgSnO2触头材料性能。

【技术实现步骤摘要】
基于模糊综合评判确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度的方法
本专利技术涉及确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度的方法，具体是基于模糊综合评判对AgSnO2触头材料进行性能评估并确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度的方法。
技术介绍
低压开关电器中70％的失效均是由电接触失效所引起的，而电器触头的失效是导致电接触失效的主要原因。AgSnO2触头材料是一种具有广泛应用前景的新型环保触头材料，但AgSnO2触头材料存在接触电阻偏大、温升过高、硬度较大、难以加工成型等不足。这主要是由于SnO2硬度高和导电性差，导致复合材料的电阻值较大、硬度较高。SnO2是AgSnO2触头材料的主要成分，因此第二相SnO2粉末粒度的选取是AgSnO2触头材料制备过程中的关键一步，对AgSnO2触头材料的性能有着重要的影响。目前第二相最优粒度的确定方法主观性较大，只是对实验结果进行了简单定性的分析，并没有具体数值化的评估结果，在确定最优粒度时只是主观的对各评价要素进行评价，而在某一第二相粒度下，各评价要素往往不全是最优，也包含某些评价要素较差，但也主观的认为这是最优的第二相粒度，不能充分考虑差的评价要素，由此不能对触头材料性能给出合理的评价。近年来，人工智能、数学理论和计算机技术等学科的不断进步，灰色理论、模糊理论和神经网络等多种算法先后被引入到电器设备的性能评估体系中。其中模糊综合评判是一种以模糊集合理论为基础，通过将评估体系中所有的模糊信息进行贴近的量化处理，进而对评估目标的隶属度等级进行综合评价的方法。CN106841545A“基于改进模糊综合评判法的茶叶感官品质评价方法”使用改进的模糊综合评判对茶叶感官品质进行评价,但赋权方法仅采用改进三角模糊数的层次分析法，主观性较大，且不能充分反映各评价要素重要程度的渐变性。CN106779276A“一种应用模糊综合评价法对换热器进行风险评估的方法”是将模糊综合评价法应用于热换器风险评估，但是隶属度函数为柯西分布函数，该分布函数的分布特点决定了它不能够更好的体现归一化后触头材料各评价要素和评价级之间的模糊关系，因此不能适合应用于触头材料性能评估并确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度。CN104200404A“一种基于模糊综合评判的配电开关状态评价方法”,采用主成分分析法确定各状态量的权重并对配电开关的状态进行评价，但所得结果没有明确范围，不能很好地反映综合指标所处的位置，且具体实施例中并没有客观具体数据实例，只是定性分析，没有量化的结果，也存在其局限性不能适用于触头材料性能评估并确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度。将模糊综合评判法应用于触头材料性能评估，并确定第二相最优粒度在现有技术中尚无相关描述。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种基于模糊综合评判确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度的方法，该方法将模糊综合评判应用于AgSnO2触头材料第二相最优粒度的确定，对AgSnO2触头材料性能进行定量化分析，从而得到一个更加直观具体、清晰的总体评价，对所有待评估对象进行排序，选出最优的对象，即可达到AgSnO2触头材料第二相粒度最优值选取的目的，更准确的反应AgSnO2触头材料工作性能。因此，本专利技术采用模糊综合评判理论对所测试验数据进行分析，采用改进层次分析法得到的主观权重和熵权法得到的客观权重相结合的思想，用拉格朗日乘子优化法对各评价要素进行组合权重计算，充分减少权重计算的主观性，发掘原始数据中所包含的信息量，使各指标权重的确定更加精确，综合评估不同第二相粒度条件下的AgSnO2触头材料性能。本专利技术解决所述技术问题采用的技术方案是：提供一种基于模糊综合评判确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度的方法，该方法的步骤如下：(1)建立评价要素指标集U：选择AgSnO2触头材料的电导率、硬度、密度、燃弧能量、燃弧时间、接触电阻、熔焊力这七个参数作为评价要素，建立评价要素指标集U＝{u1,u2,u3,u4,u5,u6,u7}＝{电导率，硬度，密度，燃弧能量，燃弧时间，接触电阻，熔焊力}；(2)建立评语集V：选用较差、一般、较好和好四级评语制，设置评语集V＝{v1,v2,v3,v4}＝{较差，一般，较好，好}，分别用来表征不同第二相粒度条件下AgSnO2触头材料性能的好坏；(3)确定指标组合权重W：首先，改进的层次分析法计算主观权重的步骤如下：a、确定评估目标，构建层次结构图：确定本次评估的层次结构图为三层，即目标层、因素层、指标层，因素层为物理性能和电接触性能，物理性能包括电导率、硬度、密度三个评价要素，电接触性能包括燃弧能量、燃弧时间、接触电阻、熔焊力四个评价要素，七个评价要素构成底层指标层；b、建立比较矩阵A：其中比较矩阵A中的每个元素aij即为第i个指标相对于第j个指标关于评估目标的重要性，且比较矩阵A为对称阵，比较矩阵A的维数为评价要素的个数，用n表示，各元素aij的计算公式为：c、计算重要性排序指数ri：比较矩阵A的第i行元素之和为重要性排序指数ri，其计算公式为：d、构造判断矩阵B：判断矩阵B中每个元素为bij，其计算公式为：式中：rmax和rmin分别代表重要性排序指数中的最大值和最小值；rj为重要性排序指数；e、求取最优传递矩阵C：最优传递矩阵C中每个元素为cij，其计算公式为：式中，bik，bjk均表示判断矩阵B中的元素；f、求取拟优一致矩阵D：拟优一致矩阵D的每个元素记为dij，其计算公式为：g、求取各评价要素的权重：通过求取拟优一致矩阵D最大特征值所对应的特征向量，并对该特征向量进行归一化处理，所得向量中各元素的值即为各评价要素的权重；上述计算过程中物理性能中的评价要素和电接触性能中的评价要素要分别计算权重向量，分别得到物理性能底层评估权重向量Z1和电接触性能底层评估权重向量Z2：然后采用专家赋权法得到因素层中物理性能和电接触性能的权重向量Z3，底层评价要素指标相对于评估目标的权重为其权重值分别逐级的乘以其上级的权重值，由此得评估体系中各指标相对于总评估目标的主观权重向量：Z＝(z1,z2,z3,…,zn)，其次，熵权法确定客观权重的步骤如下：a、在不同第二相粒度条件下采集实验数据，并将原始数据归一化操作后得到数据矩阵Y＝(yij)m×n，在本次评估体系中，AgSnO2触头材料的物理性能参数为越大越优型，其电接触性能参数则为越小越优型，数据矩阵中的元素yij的计算公式为：式中：xij为各评价要素的原始数据；yij为各评价要素xij进行归一化处理后的值；xminj为各评价要素原始数据的最小值；xmaxj为各评价要素原始数据的最大值；b、采用各评价要素的原始数据进行归一化操作之后所得判断矩阵进行熵权的计算：设有m个待评估的对象，n个评价要素，第j个评价要素uj的熵值hj为：式中：λ＝1/lnm，且当yij＝0时，不计入该式；c、评价要素uj的差异系数为：gj＝1-hjd、评价要素uj的熵权值为：e、基于熵权法所得的权重向量为：E＝(e1,e2,e3,...,en)，最后，利用改进的层次分析法与熵权法相结合的权重计算方法，结合最小相对信息熵的原理，并采用拉格朗日乘子法进行优化，进而得到组合权重W＝(w1,w2,…,wn)，其计算式本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于模糊综合评判确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度的方法，该方法的步骤如下：(1)建立评价要素指标集U：选择AgSnO2触头材料的电导率、硬度、密度、燃弧能量、燃弧时间、接触电阻、熔焊力这七个参数作为评价要素，建立评价要素指标集U＝{u1,u2,u3,u4,u5,u6,u7}＝{电导率，硬度，密度，燃弧能量，燃弧时间，接触电阻，熔焊力}；(2)建立评语集V：选用较差、一般、较好和好四级评语制，设置评语集V＝{v1,v2,v3,v4}＝{较差，一般，较好，好}，分别用来表征不同第二相粒度条件下AgSnO2触头材料性能的好坏；(3)确定指标组合权重W：首先，改进的层次分析法计算主观权重的步骤如下：a、确定评估目标，构建层次结构图：确定本次评估的层次结构图为三层，即目标层、因素层、指标层，因素层为物理性能和电接触性能，物理性能包括电导率、硬度、密度三个评价要素，电接触性能包括燃弧能量、燃弧时间、接触电阻、熔焊力四个评价要素，七个评价要素构成底层指标层；b、建立比较矩阵A：其中比较矩阵A中的每个元素aij即为第i个指标相对于第j个指标关于评估目标的重要性，且比较矩阵A为对称阵，比较矩阵A的维数为评价要素的个数，用n表示，各元素aij的计算公式为：...

【技术特征摘要】
1.一种基于模糊综合评判确定AgSnO2触头材料第二相最优粒度的方法，该方法的步骤如下：(1)建立评价要素指标集U：选择AgSnO2触头材料的电导率、硬度、密度、燃弧能量、燃弧时间、接触电阻、熔焊力这七个参数作为评价要素，建立评价要素指标集U＝{u1,u2,u3,u4,u5,u6,u7}＝{电导率，硬度，密度，燃弧能量，燃弧时间，接触电阻，熔焊力}；(2)建立评语集V：选用较差、一般、较好和好四级评语制，设置评语集V＝{v1,v2,v3,v4}＝{较差，一般，较好，好}，分别用来表征不同第二相粒度条件下AgSnO2触头材料性能的好坏；(3)确定指标组合权重W：首先，改进的层次分析法计算主观权重的步骤如下：a、确定评估目标，构建层次结构图：确定本次评估的层次结构图为三层，即目标层、因素层、指标层，因素层为物理性能和电接触性能，物理性能包括电导率、硬度、密度三个评价要素，电接触性能包括燃弧能量、燃弧时间、接触电阻、熔焊力四个评价要素，七个评价要素构成底层指标层；b、建立比较矩阵A：其中比较矩阵A中的每个元素aij即为第i个指标相对于第j个指标关于评估目标的重要性，且比较矩阵A为对称阵，比较矩阵A的维数为评价要素的个数，用n表示，各元素aij的计算公式为：c、计算重要性排序指数ri：比较矩阵A的第i行元素之和为重要性排序指数ri，其计算公式为：d、构造判断矩阵B：判断矩阵B中每个元素为bij，其计算公式为：式中：rmax和rmin分别代表重要性排序指数中的最大值和最小值；rj为重要性排序指数；e、求取最优传递矩阵C：最优传递矩阵C中每个元素为cij，其计算公式为：式中，bik，bjk均表示判断矩阵B中的元素；f、求取拟优一致矩阵D：拟优一致矩阵D的每个元素记为dij，其计算公式为：g、求取各评价要素的权重：通过求取拟优一致矩阵D最大特征值所对应的特征向量，并对该特征向量进行归一化处理，所得向量中各元素的值即为各评价要素的权重；上述计算过程中物理性能中的评价要素和电接触性能中的评价要素要分别计算权重向量，分别得到物理性能底层评估权重向量Z1和电接触性能底层评估权重向量Z2，然后采用专家赋权法得到因素层中物理性能和电接触性能的权重向量Z3；底层评价要素指标相对于评估目标的权重为其权重值分别逐级的乘以其上级的权重值，由此得评估体系中各指标相对于总评估目标的主观权重向量：Z＝(z1,z2,z3,…,zn)...

【专利技术属性】
技术研发人员：王海涛，王连峥，梁磊，王景芹，朱艳彩，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：发明
国别省市：天津,12