一種化油器參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及化油器試驗(yàn)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于混合水平正交設(shè)計(jì)的化油器參 數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在各類化油器試驗(yàn)領(lǐng)域，常常需要采用試驗(yàn)的方式來探索比油耗的顯著影響因 素，其包括大喉管直徑、中喉管直徑、環(huán)形小喉管直徑、空氣量孔直徑、氣壓等，常規(guī)試驗(yàn)往 往需要很大的實(shí)驗(yàn)次數(shù)。由于人力、物力及財(cái)力的限制，對實(shí)驗(yàn)的安排迫切需要采用一種優(yōu) 化的方式進(jìn)行。其中，化油器參數(shù)設(shè)計(jì)所采用的混合水平正交設(shè)計(jì)(^(18,34^2)是一種已 得到廣泛應(yīng)用的設(shè)計(jì)方案，其往往能采用較少的實(shí)驗(yàn)次數(shù)獲得較為可靠的數(shù)據(jù)信息。日本 質(zhì)量控制專家田口玄一常推薦此表進(jìn)行參數(shù)設(shè)計(jì)。
[0003] 對于化油器參數(shù)設(shè)計(jì)中的正規(guī)設(shè)計(jì)部分，采用國際通用的分辨度理論可以進(jìn)行設(shè) 計(jì)的最優(yōu)選擇，然而，對于非正規(guī)設(shè)計(jì)，特別是混合水平正交設(shè)計(jì)，目前國內(nèi)在這一級別上 的應(yīng)用研宄是較為匱乏的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種滿足了化油器試驗(yàn)領(lǐng)域挑選最優(yōu)設(shè)計(jì)的要 求且大大提高了實(shí)驗(yàn)結(jié)果的有效性和可靠性、同時(shí)降低了比油耗的化油器參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化方 法。
[0005] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案之一是提供一種化油器參數(shù)設(shè)計(jì)的最優(yōu)選擇方法，包 括⑴"各控制因子矩陣像的生成算法"、⑵"最優(yōu)化字長型算法"、⑶"矩陣像的生成的 實(shí)現(xiàn)"和（4) "最優(yōu)化字長型的實(shí)現(xiàn)"四個(gè)過程；
[0006] 其中（1) "各控制因子矩陣像的生成算法"采用了關(guān)聯(lián)矩陣來計(jì)算矩陣像，其可以 適用于化油器參數(shù)設(shè)計(jì)；
[0007] (2) "最優(yōu)化字長型算法"對任意t維投影上的混雜度量進(jìn)行了計(jì)算，并給出了化 油器參數(shù)設(shè)計(jì)的廣義字長型；
[0008] (3) "矩陣像的生成的實(shí)現(xiàn)"以各列矩陣像為基礎(chǔ)計(jì)算各高階效應(yīng)的矩陣像；
[0009] (4) "最優(yōu)化字長型的實(shí)現(xiàn)"采用隨機(jī)搜索技術(shù)，并對試驗(yàn)次數(shù)較少時(shí)可以窮舉運(yùn) 算，得到絕對最優(yōu)設(shè)計(jì)。
[0010] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案之二是提供一種化油器參數(shù)設(shè)計(jì)的選擇方法，該方法 通過參數(shù)建模，建立化油器的參數(shù)化模型，利用混合水平化油器參數(shù)設(shè)計(jì)OA (18, 347, 2)和 方差分析理論，對相應(yīng)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，最后根據(jù)顯著性因子確定最優(yōu)水平組合。
[0011] 實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案之二是提供一種化油器參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，包括矩陣 象的生成和最優(yōu)化字長型兩部分，其中矩陣像的生成闡述如下：
[0012] 3)關(guān)聯(lián)矩陣的生成；
[0013] 首先需要生成化油器參數(shù)設(shè)計(jì)中各控制因子的關(guān)聯(lián)矩陣，包括大喉管直徑，中喉 管直徑，環(huán)形小喉管直徑，空氣量孔直徑，氣壓五個(gè)控制因子的關(guān)聯(lián)矩陣；記設(shè)計(jì)表中任意 S水平列a = (a^ a2, . . .，an)，其中a2, . . .，an是伽羅華域GF(S)上的元素，η為該設(shè)計(jì) 表的試驗(yàn)次數(shù)，則該列的關(guān)聯(lián)矩陣X是一個(gè)階數(shù)為nX s的矩陣，當(dāng)?shù)趇次試驗(yàn)的水平取值 j-Ι時(shí)，則關(guān)聯(lián)矩陣的第（i，j)元素為1，否則取值為〇 ;
[0014] 4)求出化油器參數(shù)的矩陣像；
[0015] 由方差分析理論可知，化油器參數(shù)設(shè)計(jì)中各因子的偏差平方和可以表示為一個(gè)二 次型；即SS 2= YTAY，其中，Y = (yi，y2，. . .，yn)為數(shù)據(jù)向量，由于任意一個(gè)二次型所對應(yīng)的 矩陣A均是一個(gè)正交投影矩陣，A可以利用上一步中計(jì)算的關(guān)聯(lián)矩陣獲得，其計(jì)算公式為：
[0016]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種化油器參數(shù)設(shè)計(jì)的最優(yōu)選擇方法，其特征在于：包括（1) "各控制因子矩陣像的 生成算法"、（2) "最優(yōu)化字長型算法"、（3) "矩陣像的生成的實(shí)現(xiàn)"和（4) "最優(yōu)化字長型 的實(shí)現(xiàn)"四個(gè)過程； 其中（1) "各控制因子矩陣像的生成算法"采用了關(guān)聯(lián)矩陣來計(jì)算矩陣像，其可以適用 于化油器參數(shù)設(shè)計(jì)； (2) "最優(yōu)化字長型算法"對任意t維投影上的混雜度量進(jìn)行了計(jì)算，并給出了化油器 參數(shù)設(shè)計(jì)的廣義字長型； (3) "矩陣像的生成的實(shí)現(xiàn)"以各列矩陣像為基礎(chǔ)計(jì)算各高階效應(yīng)的矩陣像； (4) "最優(yōu)化字長型的實(shí)現(xiàn)"采用隨機(jī)搜索技術(shù)，并對試驗(yàn)次數(shù)較少時(shí)可以窮舉運(yùn)算，得 到絕對最優(yōu)設(shè)計(jì)。
2. -種化油器參數(shù)設(shè)計(jì)的選擇方法，其特征在于：該方法通過參數(shù)建模，建立化油器 的參數(shù)化模型，利用混合水平化油器參數(shù)設(shè)計(jì)OA (18, 347, 2)和方差分析理論，對相應(yīng)數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析，最后根據(jù)顯著性因子確定最優(yōu)水平組合。
3. -種化油器參數(shù)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法，其特征在于包括矩陣象的生成和最優(yōu)化字長型兩部 分，其中矩陣像的生成闡述如下： 1) 關(guān)聯(lián)矩陣的生成； 首先需要生成化油器參數(shù)設(shè)計(jì)中各控制因子的關(guān)聯(lián)矩陣，包括大喉管直徑，中喉管直 徑，環(huán)形小喉管直徑，空氣量孔直徑，氣壓五個(gè)控制因子的關(guān)聯(lián)矩陣；記設(shè)計(jì)表中任意s水 平列a = (a^ a2,. . .，an)，其中ap a2,. . .，an是伽羅華域GF(S)上的元素，η為該設(shè)計(jì)表的 試驗(yàn)次數(shù)，則該列的關(guān)聯(lián)矩陣X是一個(gè)階數(shù)為nX s的矩陣，當(dāng)?shù)趇次試驗(yàn)的水平取值j-1 時(shí)，則關(guān)聯(lián)矩陣的第（i，j)元素為1，否則取值為〇 ; 2) 求出化油器參數(shù)的矩陣像； 由方差分析理論可知，化油器參數(shù)設(shè)計(jì)中各因子的偏差平方和可以表示為一個(gè)二次 型；即SS2= YTAY，其中，Y = (yi，y2，. . .，yn)為數(shù)據(jù)向量，由于任意一個(gè)二次型所對應(yīng)的矩 陣A均是一個(gè)正交投影矩陣，A可以利用上一步中計(jì)算的關(guān)聯(lián)矩陣獲得，其計(jì)算公式為： A = Xt(XtX)-1X-Pi1Z =丄1,尤，其中In為元素全為1的η維向量； η 由于需要計(jì)算t維投影上的混雜度量，我們需計(jì)算各高階因子效應(yīng)的矩陣像，記任意 列的矩陣像為~，M= U1,,...，jm)為一指標(biāo)集合，則m階交互效應(yīng)對應(yīng)的矩陣像的具體表 示為 Am = η?Μ| 1 OAj, JeM j 其中，|M|表示指標(biāo)集M內(nèi)的元素個(gè)數(shù)，vi表示矩陣的Kronecker積； 3) 計(jì)算化油器參數(shù)效應(yīng)間的混雜指標(biāo)； 由矩陣像理論可以知道，化油器試驗(yàn)參數(shù)間的正交性等價(jià)于矩陣像間的正交性，采用 下述指標(biāo)計(jì)算效應(yīng)間的混雜度量； a{u" u2, . . .,uj = traced42,...)U]n}UUi42).,. )Um})r) =trace(A A11 n Λ u JAj) = trace{An A< n })' 、Uj XU2Jt-^umJ iu2，...，um_| Ui ' x Uj (U2?***,um) 7 根據(jù)投影矩陣JtJiw..，UJ的性質(zhì)，可以構(gòu)造混雜度量指標(biāo)a (UpU2,...，um)，該指標(biāo) 描述了任意列U1, u2, . . .，Um之間的混雜度量值，當(dāng)a (u p u2, . . .，um)為O的時(shí)候，說明該 U1, u2, . . .，Um之間完全正交，沒有任何信息混雜，當(dāng)a (u p u2, . . .，um)大于O時(shí)，說明U1, u2, . . .，Um之間是存在彳目息混雜的； 最優(yōu)化字長型的闡述如下：采用t維投影的方法，具體解碼步驟為