兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (8): 2414-2423.doi: 10.12382/bgxb.2022.0291
收稿日期:
2022-04-21
上线日期:
2023-08-30
通讯作者:
基金资助:
XIE Baoqi1, LI Yingshun2,*(), WANG Debiao3, SUI Huanhuan3
Received:
2022-04-21
Online:
2023-08-30
摘要:
针对目前坦克炮长瞄准镜系统在健康状态评估工作中存在的单一信号阈值确定、各级指标权重确定和评估结果判定3个方面的不足,提出一种基于改进评价云的坦克炮长瞄准镜系统健康状态的评估方法。通过改进模糊层次分析法和改进熵权法相结合的组合赋权法,计算出系统各层信号指标的权重;使用自组织映射神经网络确定指标阈值并确定云化区间;建立基于改进云模型的状态评估模型。通过实例验证结构表明,该评估模型合理有效,其评估结果与系统实际状态符合,可促进炮长瞄准镜系统健康管理体系的革新。
中图分类号:
解宝琦, 李英顺, 王德彪, 隋欢欢. 一种坦克炮长瞄准镜系统状态评估的方法[J]. 兵工学报, 2023, 44(8): 2414-2423.
XIE Baoqi, LI Yingshun, WANG Debiao, SUI Huanhuan. Method for Evaluating Tank Gunner’s Sight System[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(8): 2414-2423.
i与j | j比i重要 | 同等重要 | i比j重要 |
---|---|---|---|
fij | 0 | 0.5 | 1.0 |
表1 模糊判断矩阵比较取值
Table 1 Fuzzy judgment matrix comparison value
i与j | j比i重要 | 同等重要 | i比j重要 |
---|---|---|---|
fij | 0 | 0.5 | 1.0 |
状态等级 | 具体描述 |
---|---|
健康 | 装备运行过程中,各指标测试数据均在可接受范围内,且均远离阈值或标准值。 |
良好 | 装备运行过程中各指标的测试数据均在允许范围内,部分指标的测试数据在参考值上下一定范围内波动,但远未达到阈值。 |
注意 | 装备运行过程中的各项指标在运行过程中的测试数据均在允许范围内,部分参数的测试数据与标准值有较大偏差,达到了规定的注意值,但与临界值相差甚远。 |
恶化 | 装备运行过程中各指标的测试数据均在允许范围内,但部分指标的测试数据接近或者达到阈值,劣化趋势明显。 |
故障 | 装备运行过程中的各指标的测试数据达到或超过注意值,且多个指标的测试数据接近或达到阈值。 |
表2 健康状态等级描述
Table 2 Description of health status levels
状态等级 | 具体描述 |
---|---|
健康 | 装备运行过程中,各指标测试数据均在可接受范围内,且均远离阈值或标准值。 |
良好 | 装备运行过程中各指标的测试数据均在允许范围内,部分指标的测试数据在参考值上下一定范围内波动,但远未达到阈值。 |
注意 | 装备运行过程中的各项指标在运行过程中的测试数据均在允许范围内,部分参数的测试数据与标准值有较大偏差,达到了规定的注意值,但与临界值相差甚远。 |
恶化 | 装备运行过程中各指标的测试数据均在允许范围内,但部分指标的测试数据接近或者达到阈值,劣化趋势明显。 |
故障 | 装备运行过程中的各指标的测试数据达到或超过注意值,且多个指标的测试数据接近或达到阈值。 |
等级 | 定义 | 区间 |
---|---|---|
1 | 健康 | [0,a) |
2 | 良好 | [a,b) |
3 | 注意 | [b,c) |
4 | 恶化 | [c,d) |
5 | 故障 | [d,1] |
表3 状态等级的云化区间定义
Table 3 Cloudification interval definitions of state levels
等级 | 定义 | 区间 |
---|---|---|
1 | 健康 | [0,a) |
2 | 良好 | [a,b) |
3 | 注意 | [b,c) |
4 | 恶化 | [c,d) |
5 | 故障 | [d,1] |
组数 | I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | I6 | I7 | I8 | I9 | I10 | I11 | I12 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0.45 | 0.35 | 0.42 | 0.25 | 0.04 | 0.16 | 0.33 | 0.24 | 0.73 | 0.85 | 0.66 | 0.58 |
2 | 0.53 | 0.55 | 0.35 | 0.37 | 0.12 | 0.19 | 0.12 | 0.25 | 0.55 | 0.64 | 0.85 | 0.65 |
3 | 0.37 | 0.82 | 0.55 | 0.75 | 0.00 | 0.03 | 0.49 | 0.54 | 0.32 | 0.93 | 0.78 | 0.73 |
4 | 0.80 | 0.74 | 0.76 | 0.33 | 0.44 | 0.33 | 0.20 | 0.51 | 0.66 | 0.57 | 0.75 | 0.67 |
5 | 0.65 | 0.95 | 0.68 | 0.42 | 0.35 | 0.44 | 0.45 | 0.01 | 0.83 | 0.55 | 0.63 | 0.90 |
6 | 0.90 | 0.36 | 0.73 | 0.65 | 0.27 | 0.32 | 0.38 | 0.00 | 0.95 | 0.32 | 0.95 | 0.75 |
7 | 0.44 | 0.41 | 0.92 | 0.74 | 0.18 | 0.38 | 0.09 | 0.44 | 0.66 | 0.74 | 0.54 | 0.80 |
8 | 0.22 | 0.63 | 0.81 | 0.90 | 0.42 | 0.41 | 0.35 | 0.05 | 0.43 | 0.65 | 0.42 | 0.45 |
9 | 0.72 | 0.75 | 0.65 | 0.83 | 0.21 | 0.18 | 0.18 | 0.25 | 0.82 | 0.82 | 0.35 | 0.50 |
10 | 0.74 | 0.66 | 0.33 | 0.55 | 0.35 | 0.16 | 0.24 | 0.11 | 0.74 | 0.41 | 0.65 | 0.85 |
表4 试验测试数据归一化
Table 4 Experimental test data normalization
组数 | I1 | I2 | I3 | I4 | I5 | I6 | I7 | I8 | I9 | I10 | I11 | I12 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 | 0.45 | 0.35 | 0.42 | 0.25 | 0.04 | 0.16 | 0.33 | 0.24 | 0.73 | 0.85 | 0.66 | 0.58 |
2 | 0.53 | 0.55 | 0.35 | 0.37 | 0.12 | 0.19 | 0.12 | 0.25 | 0.55 | 0.64 | 0.85 | 0.65 |
3 | 0.37 | 0.82 | 0.55 | 0.75 | 0.00 | 0.03 | 0.49 | 0.54 | 0.32 | 0.93 | 0.78 | 0.73 |
4 | 0.80 | 0.74 | 0.76 | 0.33 | 0.44 | 0.33 | 0.20 | 0.51 | 0.66 | 0.57 | 0.75 | 0.67 |
5 | 0.65 | 0.95 | 0.68 | 0.42 | 0.35 | 0.44 | 0.45 | 0.01 | 0.83 | 0.55 | 0.63 | 0.90 |
6 | 0.90 | 0.36 | 0.73 | 0.65 | 0.27 | 0.32 | 0.38 | 0.00 | 0.95 | 0.32 | 0.95 | 0.75 |
7 | 0.44 | 0.41 | 0.92 | 0.74 | 0.18 | 0.38 | 0.09 | 0.44 | 0.66 | 0.74 | 0.54 | 0.80 |
8 | 0.22 | 0.63 | 0.81 | 0.90 | 0.42 | 0.41 | 0.35 | 0.05 | 0.43 | 0.65 | 0.42 | 0.45 |
9 | 0.72 | 0.75 | 0.65 | 0.83 | 0.21 | 0.18 | 0.18 | 0.25 | 0.82 | 0.82 | 0.35 | 0.50 |
10 | 0.74 | 0.66 | 0.33 | 0.55 | 0.35 | 0.16 | 0.24 | 0.11 | 0.74 | 0.41 | 0.65 | 0.85 |
健康 | 良好 | 注意 | 恶化 | 故障 |
---|---|---|---|---|
[0,0.357) | [0.367,0.521) | [521,0.695) | [0.695,0.807) | [0.807,1] |
表5 状态等级的云化区间
Table 5 Cloudification ranges of status levels
健康 | 良好 | 注意 | 恶化 | 故障 |
---|---|---|---|---|
[0,0.357) | [0.367,0.521) | [521,0.695) | [0.695,0.807) | [0.807,1] |
参数 | 健康 | 良好 | 注意 | 恶化 | 故障 |
---|---|---|---|---|---|
Ex | 0 | 0.4544 | 0.6082 | 0.7513 | 1.0000 |
En | 0.17830 | 0.0411 | 0.0435 | 0.0279 | 0.0559 |
He | 0.01783 | 0.0041 | 0.0044 | 0.0028 | 0.0056 |
表6 各评价云的云模型参数
Table 6 Cloud model parameters for each evaluation cloud
参数 | 健康 | 良好 | 注意 | 恶化 | 故障 |
---|---|---|---|---|---|
Ex | 0 | 0.4544 | 0.6082 | 0.7513 | 1.0000 |
En | 0.17830 | 0.0411 | 0.0435 | 0.0279 | 0.0559 |
He | 0.01783 | 0.0041 | 0.0044 | 0.0028 | 0.0056 |
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
---|---|---|---|---|---|
xa | 0.4106 | 0.4415 | 0.5727 | 0.5832 | 0.5353 |
序号 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
xa | 0.5158 | 0.5287 | 0.4553 | 0.4710 | 0.4683 |
表7 云重心计算结果
Table 7 Cloud center of gravity calculation results
序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
---|---|---|---|---|---|
xa | 0.4106 | 0.4415 | 0.5727 | 0.5832 | 0.5353 |
序号 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
xa | 0.5158 | 0.5287 | 0.4553 | 0.4710 | 0.4683 |
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