[发明专利]武器设备整机计量技术指标确定方法

说明书

技术领域

本发明涉及设备整机计量技术领域。 

背景技术

整机技术指标是系统整个信号传输通道的合成参数，它主要取决于测试资源本身的技术指标，同时与传输通道中的阵列接口、开关、适配器、连接器以及测试对象有关。通常结合信号传输过程的影响，信号传输过程给出修正值并进行不确定度评定，按照测量不确定度的评定要求得到设备整机指标。 

对于武器设备计量来说，不确定度要考虑很多环节。计量信号必然会经过一些连接线或开关，对计量结果造成一定的影响；计量时所处的环境可能存在电磁干扰，对高频微波信号的计量会有很大影响，设计时要充分考虑影响计量结果的各种因素。此外，当对武器装备进行测量时，由于本身设计的原因，必然会存在测试可达性问题，使得参数不能实现原位计量，必须在设备的输入输出端口进行计量校准，因此需要综合考虑各种因素对不确定度进行评定。 

当前，对武器设备的整机校准依赖设备生产厂家，必须拥有详细的设备设计图纸和工作原理，通过明确的误差传递方式，计算测量方程的偏导和灵敏度系数，但当测量过程是“黑箱”式测量过程，测量过程无法利用明确的函数关系进行表达时，上述方法往往失效。此外，现代测试设备往往存在大量的测试资源，测试资源及控制计算机通过总线连接成一个整体，所有的输入、输出信号经过开关及连接电缆等连接设备在连接器接口处，通过适配器与武器设备连接，即使有相互之间的误差传递过程，但开关、连接电缆、计量适配器等单元的引入，也使得准确的测量方程难以获得。为了使计量测试结果能真实反映对测量仪器的实际应用情况，必须考虑设备整机计量技术指标，综合考虑各个信号通道带入的影响。 

计算不确定度的方法有A类和B类两种方法，用对观测列的统计分析进行评定得出的标准不确定度称为A类标准不确定度，用不同于对观测列的统计分析来评定的标准不确定度称为B类标准不确定度。将不确定度分为“A”类与“B”类，仅为讨论方便，并不意味着两类评定之间存在本质上的区别。A类不确定度是由一组观测得到的频率分布导出的概率密度函数得出；B类不确定度则是基于对一个事件发生的信任程度。它们都基于概率分布，并都用方差或标准差表征。两类不确定度不存在那一类较为可靠的问题。一般来说，A类比B类较为客观，并具有统计学上的严格性。测量的独立性、是否处于统计控制状态和测量次数决定A类不确定度的可靠性；B类评定需依赖丰富的设备先验信息，由于一般情况下，单个模块的先验信息容易获取，但模块组成整机后，整机的先验知识往往无法获知；因此，一般利用A类评定方法进行不确定评定，由于A类评定需大量与测量过程相应概率分布的测试样本，必须寻求小样本条件下的随机样本生成方法。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种武器设备整机计量技术指标确定方法，可用于被检对象的整机计量技术指标确定，具有简捷方便、计算效率高，稳定性好，准确程度高等优点，解决了整机计量技术指标的确定难题，特别是“黑箱”模型的大型复杂测试系统整机指标的偏导和灵敏度计算难题，巧妙避免了各测试中间环节不可测的难题，完成被检对象总体误差或不确定度的自动化计算。 

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：一种武器设备整机计量技术指标确定方法，其方法步骤如下： 

（1）当武器设备整机的输入、输出关系能够用明确的数学或物理公式表述时，用确定性测量过程进行整机计量技术指标的确定；当武器设备整机的输入、输出关系不能够用明确的数学或物理公式表述时，用不确定性测量过程进行整机计量技术指标的确定；

（2）用不确定性测量过程确定整机计量技术指标的方法如下：

①利用神经网络仿真建模技术，完成整机输入变量和输出变量之间的测量方程建模；

②利用信息熵法对输入变量的概率密度函数进行估计；

③利用伪随机抽样技术生成足够量的随机样本，结合测量方程建模，完成不确定性测量过程的整机计量技术指标估计。

步骤（1）中所述确定性测量过程分为间接测量过程和直接测量过程两类，对于直接测量过程，利用B类不确定度方法输出整机计量技术指标；对于间接测量过程，利用间接测量方程计算偏导和灵敏度系数，从而输出整机计量技术指标。 

步骤②中利用信息熵法对输入变量的概率密度函数进行估计的具体方法如下： 

A、将输入变量柔性变换到[0,1]区间；

B、利用样本信息熵计算输入变量样本的各阶矩，建立特征参数与各阶矩之间的函数关系式；

C、通过设置判别阈值，建立残差序列，运用非线性二乘算法，实现概率密度函数的自适应估计。

本发明的有益效果如下：