基于吻合度的模型正确性的评价方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，包括以下步骤：一、建立模型的递阶层次结构，二、计算递阶层次结构最底层子子节点各参数的单项吻合度，三、计算子子节点各参数相对于子节点的权重，四、计算各子节点的吻合度，五、计算子节点各参数相对于目标节点的权重，六、计算目标节点的吻合度。本发明的有益之处在于：只需知道模型的输入输出参数，且在输出参数可测得的情况下，采用本发明提出的基于吻合度的模型正确性评价方法即可对模型的正确性程度进行评价，该方法不需要清楚模型复杂的原理及其内在的工作方式，因此本发明的方法具有显著的优点。
【专利说明】基于吻合度的模型正确性的评价方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种模型正确性的评价方法，具体涉及一种基于吻合度的模型正确性的评价方法，属于模型评价方法【技术领域】。
【背景技术】
[0002]模型的正确性直接影响相关产品的性能好坏，所以对模型的正确性进行评价具有重大的意义。
[0003]以蒙皮天线力电耦合模型为例:
[0004]蒙皮天线是指将集成微带天线阵列的射频功能件嵌入到武器平台结构中、通过利用先进复合成型工艺制造的高度集成化的有源阵列天线，它既可以作为武器平台结构的力学承载功能件，也可以作为收发无线电磁波的电磁功能件。
[0005]与传统天线对比，蒙皮天线具有结构/电路的高度融合的特点，使天线成为武器平台结构的一部分或全部，降低了天线重量和空间占用率。蒙皮天线可以广泛应用到新一代战机、无人机、预警飞艇、智能战车、隐身战舰等领域中。
[0006]影响蒙皮天线性能的电性能参数主要有增益、波束宽度、驻波比和副瓣，力学性能参数主要有应力、应变和位移。
[0007]蒙皮天线力电耦合模型表示蒙皮天线在不同的载荷下天线电性能和力学性能随时间的变化情况。该模型的正确性直接影响蒙皮天线的性能好坏，所以对蒙皮天线力电耦合模型的正确性进行评价具有重大的意义。
[0008]然而，现有的评价模型正确性的方法都是针对特定的模型采用特定的方法，而且必须清楚模型复杂的工作原理及其内在工作方式，评价方法众多、理解困难，没有一种统一的对满足某种条件的模型均可采用的正确性的评价方法。
【发明内容】
[0009]为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种应用性广、实用性强、基于吻合度的评价输入输出参数已知且输出参数可测的模型的正确性的方法。
[0010]为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案:
[0011]一种基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0012](一 )、建立模型的递阶层次结构:
[0013]按照各因素的隶属度关系建立递阶层次结构，共分为顶层目标节点、中间层子节点、底层子子节点三个层次，上层节点对下层节点有支配作用，同一层因素相互独立；
[0014]( 二)、计算递阶层次结构最底层子子节点各参数的单项吻合度:
[0015](I)、在模型的大小及输入参数已知的情况下，计算或仿真得到模型的输出参数的理论计算值；
[0016](2)、通过实验测得相同输入下该模型对应的输出参数的实际测试值；
[0017](3)、计算输出参数的理论计算值与实际测试值之间的相对误差；
[0018](4)、将相对误差通过偏小型高斯分布函数映射为吻合度；
[0019](三)、计算子子节点各参数相对于子节点的权重；
[0020](四)、计算各子节点的吻合度:
[0021]根据子子节点各参数的吻合度以及各参数的相对子节点的权重计算得到各子节点的吻合度；
[0022](五)、计算子节点各参数相对于目标节点的权重；
[0023](六)、计算目标节点的吻合度:
[0024]根据子节点各参数的吻合度以及各参数的相对目标节点的权重计算得到目标节点的吻合度。
[0025]前述的基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，在步骤(三)中，计算子子节点各参数相对于子节点的权重包括以下子步骤:
[0026](I)、构造判断矩阵:
[0027]在模型的递阶层次结构中，子节点每个元素作为判断矩阵的第一个元素，隶属于它的各子子节点的元素依次排列在其后的第一行和第I列，针对判断矩阵的准则，对各个元素的重要性程度按1-9赋值；
[0028](2)、判断矩阵一致性检验；
[0029](3)、计算权重向量:
[0030]对满足一致性的判断矩阵，先进行列向量归一化，再求行和归一化，获得每个指标的相对权重。
[0031]前述的基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，判断矩阵一致性检验的步骤为:
[0032]a、由I λ 1-Rl = O计算判断矩阵R的最大特征根λ _，其中I为单位矩阵；
[0033]b、由 C./.= ^max ι Π 得一致性指标 C.1.；
[0034]C、查表确定相应的平均随机一致性指标R.1.；
[0035]d、计算一致性比例C.R.并进行判断:
[0036]C.R.二 —
R.1.
[0037]当C.R.〈0.1时，判断矩阵的一致性可以接收；
[0038]当C.R.> = 0.1时，判断矩阵不符合一致性要求，需要对该判断矩阵进行重新修正。
[0039]前述的基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，在步骤(五)中，计算子节点各参数相对于目标节点的权重包括以下子步骤:
[0040](I)、构造判断矩阵:
[0041]在模型的递阶层次结构中，目标节点元素作为判断矩阵的第一个元素，隶属于它的各子节点的元素依次排列在其后的第一行和第I列，针对判断矩阵的准则，对各个元素的重要性程度按1-9赋值；
[0042](2)、判断矩阵一致性检验:
[0043]a、由I λ 1-Rl = O计算判断矩阵R的最大特征根λ _，其中I为单位矩阵；
[0044]b、由 C.I.=λmax-n/n-1 得一致性指标 C.1.；
n-Ι
[0045]C、查表确定相应的平均随机一致性指标R.1.；
[0046]d、计算一致性比例C.R.并进行判断:
[0047]C.R.=C.I./R.I.
[0048]当C.R.〈0.1时，判断矩阵的一致性可以接收；
[0049]当C.R.> = 0.1时，判断矩阵不符合一致性要求，需要对该判断矩阵进行重新修正；
[0050](3)、计算权重向量:
[0051]对满足一致性的判断矩阵，先进行列向量归一化，再求行和归一化，获得每个指标的相对权重。
[0052]前述的基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，在步骤(一)中，用已知模型的各输出参数的吻合度作为底层子子节点，用输出参数所属的各类综合性能指标的吻合度作为中间层子节点，用能够体现模型正确性的模型的总吻合度作为顶层目标节点。
[0053]本发明的有益之处在于:只需知道模型的输入输出参数，且在输出参数可测得的情况下，采用本发明提出的基于吻合度的模型正确性评价方法即可对模型的正确性程度进行评价，该方法不需要清楚模型复杂的原理及其内在的工作方式，因此本发明的方法具有显著的优点。
【专利附图】
【附图说明】
[0054]图1是计算吻合度的流程图；
[0055]图2是评价蒙皮天线机电耦合模型的正确性的流程图；
[0056]图3是蒙皮天线机电耦合模型的评价体系图；
[0057]图4是蒙皮天线机电耦合模型的评价模型图；
[0058]图5是计算单项指标吻合度的偏小型高斯分布函数的曲线图；
[0059]图6是权重计算的递阶层次结构图。
【具体实施方式】
[0060]以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
[0061]参照图2，本发明的评价方法适用于输入输出参数已知且输出参数可测的模型，其原理如下:
[0062]本发明的思路是在已知模型的输入的情况下，计算或仿真得到相应的输出参数的理论计算值，实验测得相同输入下该模型对应的输出参数的实际测试值，通过计算输出参数的理论计算值与实际测试值间的相对误差，并且把该相对误差通过偏小型高斯分布函数映射为一定的得分，该得分的多少便体现吻合度的大小，即吻合度的大小体现了模型的正确性程度，所以可通过吻合度对模型的正确性进行验证。
[0063]对吻合度的定义:在考虑各指标重要因素情况下，理论计算值和实际测试值接近程度的度量。
[0064]吻合度的计算流程如图1所示，首先，通过样件/样机对相关参数进行测量，得到参数的实际测试值；然后，通过已知模型(相同输入下)测得对应参数的理论计算值；最后，计算得到参数理论计算值和实际测试值间的相对误差，并把该相对误差通过一定的映射函数取得相应的评分，在综合后得到理论计算值和实际测试值吻合程度的综合评价。
[0065]为方便本领域技术人员理解本发明的评价方法，现以输入输出参数已知且输出参数可测的蒙皮天线力电耦合模型为例进行详细介绍。
[0066]一、建立模型的递阶层次结构
[0067]按照各因素的隶属度关系建立递阶层次结构，共分为顶层目标节点、中间层子节点、底层子子节点三个层次。简单理解就是，同一层的诸因素从属于上一层的因素或对上层因素有影响，同时又支配下一层的因素或受到下层因素的作用。
[0068]具体的，用蒙皮天线机电耦合模型的各输出参数的吻合度作为底层子子节点，例如影响天线力电耦合性能的力学性能指标包括应力、应变、位移，则在子子节点用应力吻合度Xn、应变吻合度X12、位移吻合度X13来分别表示应力、应变和位移的单项吻合度，影响天线力电耦合性能的电特性指标包括增益、波束宽度、驻波比、副瓣，则在子子节点用增益吻合度X21、波束宽度吻合度X22、驻波比吻合度X23和副瓣吻合度X24来分别表示增益、波束宽度、驻波比、副瓣的单项吻合度；用输出参数所属的各类综合性能指标的吻合度作为中间层子节点，比如影响目标层蒙皮天线力电耦合性能的综合性能指标包括力学性能和电性能指标，因此在子节点用力学特性的吻合度X1和电特性的吻合度X2来分别表示子节点的吻合度；用能够体现模型正确性的模型的总吻合度D作为顶层目标节点。
[0069]这样就建立了蒙皮天线力电耦合模型的递阶层次结构，在该递阶层次结构中，上层节点对下层节点有支配作用，同一层因素相互独立。如图4所示。其中:
【权利要求】
1.基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，包括以下步骤: (一)、建立模型的递阶层次结构: 按照各因素的隶属度关系建立递阶层次结构，共分为顶层目标节点、中间层子节点、底层子子节点三个层次，上层节点对下层节点有支配作用，同一层因素相互独立； (二)、计算递阶层次结构最底层子子节点各参数的单项吻合度: (1)、在模型的大小及输入参数已知的情况下，计算或仿真得到模型的输出参数的理论计算值； (2)、通过实验测得相同输入下该模型对应的输出参数的实际测试值； (3)、计算输出参数的理论计算值与实际测试值之间的相对误差； (4)、将相对误差通过偏小型高斯分布函数映射为吻合度； (三)、计算子子节点各参数相对于子节点的权重； (四)、计算各子节点的吻合度: 根据子子节点各参数的吻合度以及各参数的相对子节点的权重计算得到各子节点的吻合度； (五)、计算子节点各参 数相对于目标节点的权重； (六)、计算目标节点的吻合度: 根据子节点各参数的吻合度以及各参数的相对目标节点的权重计算得到目标节点的吻合度。
2.根据权利要求1所述的基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，在步骤(三)中，计算子子节点各参数相对于子节点的权重包括以下子步骤: (1)、构造判断矩阵: 在模型的递阶层次结构中，子节点每个元素作为判断矩阵的第一个元素，隶属于它的各子子节点的元素依次排列在其后的第一行和第I列，针对判断矩阵的准则，对各个元素的重要性程度按1-9赋值； (2)、判断矩阵一致性检验； (3)、计算权重向量: 对满足一致性的判断矩阵，先进行列向量归一化，再求行和归一化，获得每个指标的相对权重。
3.根据权利要求2所述的基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，判断矩阵一致性检验的步骤为: a、由Iλ 1-R| = O计算判断矩阵R的最大特征根λ_，其中I为单位矩阵； b、由d~ n得一致性指标C.1.；
η ~ I C、查表确定相应的平均随机一致性指标R.1.； d、计算一致性比例C.R.并进行判断: r I CM.=
R.1.当C.R.〈0.1时，判断矩阵的一致性可以接收； 当C.R.> = 0.1时，判断矩阵不符合一致性要求，需要对该判断矩阵进行重新修正。
4.根据权利要求3所述的基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，在步骤(五)中，计算子节点各参数相对于目标节点的权重包括以下子步骤: (1)、构造判断矩阵: 在模型的递阶层次结构中，目标节点元素作为判断矩阵的第一个元素，隶属于它的各子节点的元素依次排列在其后的第一行和第I列，针对判断矩阵的准则，对各个元素的重要性程度按1-9赋值； (2)、判断矩阵一致性检验: a、由Iλ 1-R| = O计算判断矩阵R的最大特征根λ_，其中I为单位矩阵； b、由C./.= — n得一致性指标C.1.； C、查表确定相应的平均随机一致性指标R.1.； d、计算一致性比例C.R.并进行判断:
C.R.R.1.当C.R.〈0.1时，判断矩阵的一致性可以接收； 当C.R.> = 0.1时，判断矩阵不符合一致性要求，需要对该判断矩阵进行重新修正； (3)、计算权重向量: 对满足一致性的判断矩阵，先进行列向量归一化，再求行和归一化，获得每个指标的相对权重。
5.根据权利要求1至4任意一项所述的基于吻合度的模型正确性的评价方法，其特征在于，在步骤(一)中，用已知模型的各输出参数的吻合度作为底层子子节点，用输出参数所属的各类综合性能指标的吻合度作为中间层子节点，用能够体现模型正确性的模型的总吻合度作为顶层目标节点。
【文档编号】G06F19/00GK104077485SQ201410305053
【公开日】2014年10月1日 申请日期:2014年6月30日 优先权日:2014年6月30日
【发明者】陈光达, 杨冬娟, 周金柱, 孟娟, 李维超, 孟文辉, 李勋, 李明 申请人:西安电子科技大学