專利名稱：仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的檢驗(yàn)和狀態(tài)確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于仿真系統(tǒng)檢驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果進(jìn)行小樣本檢驗(yàn)和狀態(tài)確定的方法。

背景技術(shù)：
如何對(duì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行確認(rèn)、如何對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，對(duì)這些問題的研究至今已有30多年的歷史了。近十幾年來，仿真系統(tǒng)的正確性和可信性問題在國(guó)內(nèi)外仿真界受到了越來越多的關(guān)注。但是，總的來說，這方面的研究與應(yīng)用工作進(jìn)展還是比較緩慢的。迄今為止，尚未形成一套完整而行之有效的仿真系統(tǒng)檢驗(yàn)的理論和方法。
仿真技術(shù)作為當(dāng)代信息技術(shù)的前沿學(xué)科而被廣泛地應(yīng)用，其正確性與可信性則是仿真技術(shù)永恒的生命線。對(duì)仿真系統(tǒng)正確性與可信性的研究，就是為了回答該仿真系統(tǒng)到底有沒有用、敢不敢用和到底有多大用的問題。在提高仿真技術(shù)的同時(shí)，更應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)其正確性與可信性的研究。這對(duì)加速產(chǎn)品的研制定型，提高性能，縮短研制周期，節(jié)省人力，節(jié)約經(jīng)費(fèi)都具有重要的意義。目前，國(guó)內(nèi)外已有的仿真結(jié)果檢驗(yàn)方法主要有Bayes方法、置信區(qū)間法、試驗(yàn)比對(duì)方法，但是，它們都存在著不足，而不能很好地解決仿真結(jié)果的檢驗(yàn)問題。
(1)Bayes方法 Bayes方法是一種基于未知分布參數(shù)的驗(yàn)前信息及樣本信息的統(tǒng)計(jì)推斷方法。雖然適合于小樣本條件下仿真結(jié)果的檢驗(yàn)，但是利用Bayes方法的關(guān)鍵是先驗(yàn)分布的選取，而先驗(yàn)分布的選取往往具有較強(qiáng)的主觀性，因而使用Bayes方法也容易引起爭(zhēng)議。并且，對(duì)于先驗(yàn)分布的物理解釋與理論證明還需要進(jìn)一步研究。
(2)置信區(qū)間法 置信區(qū)間法通過判斷試驗(yàn)結(jié)果是否落在仿真結(jié)果的置信區(qū)間內(nèi)來檢驗(yàn)仿真結(jié)果是否正確。但是，該方法沒有考慮到試驗(yàn)結(jié)果的分布情況，并且，從理論上要找到合理的置信區(qū)間是比較困難的，數(shù)學(xué)上還沒有徹底解決這一難題，例如置信區(qū)間的精確解、最優(yōu)解，以及小樣本總體置信區(qū)間等問題，如今都還沒有一個(gè)很好的解答。
(3)試驗(yàn)比對(duì)方法 試驗(yàn)比對(duì)方法是目前工程中最為常用的仿真結(jié)果檢驗(yàn)方法。該方法將仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，通過它們之間誤差的大小來確定仿真結(jié)果是否有足夠的精確度，是否能滿足工程應(yīng)用的需求。該方法原理簡(jiǎn)單，便于操作，是目前在仿真系統(tǒng)檢驗(yàn)領(lǐng)域中比較熟悉和經(jīng)常使用的方法。目前許多仿真人員認(rèn)為，只要仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相符就沒問題，這是一種十分危險(xiǎn)的想法。因?yàn)楸砻娴奈呛弦苍S只是一種巧合，不能作為判斷仿真結(jié)果正確性和可信性的主要標(biāo)準(zhǔn)。而目前這種將仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)的方法，雖然能得出仿真結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)之間誤差的大小，但是不能判斷該誤差是系統(tǒng)誤差還是偶然誤差。也就是說，該方法不能科學(xué)合理地對(duì)仿真結(jié)果的正確性和可信性進(jìn)行有效的判斷。
參考文獻(xiàn)[1]傅惠民.異方差分析方法.機(jī)械強(qiáng)度，2005，27(2)196-201；參考文獻(xiàn)[2]傅惠民，鄔文娟.多因子異方差分析.航空動(dòng)力學(xué)報(bào)，2005，20(3)345-350；參考文獻(xiàn)[3]傅惠民.仿真結(jié)果統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)方法.機(jī)械強(qiáng)度，2005，27(5)598-603；參考文獻(xiàn)[4]傅惠民，鄔文娟.確定性仿真結(jié)果檢驗(yàn)和因子分析方法.航空動(dòng)力學(xué)報(bào)，2007，22(2)169-174。這四篇文獻(xiàn)建立了仿真結(jié)果檢驗(yàn)方法，可以對(duì)仿真結(jié)果的正確性和可信性進(jìn)行有效的判斷。但是，鑒于在工程中，仿真結(jié)果經(jīng)常有多個(gè)狀態(tài)。例如，在各種不同條件下得到的仿真結(jié)果。而當(dāng)仿真結(jié)果不正確時(shí)，并非所有狀態(tài)全都仿真錯(cuò)誤。此時(shí)，如何確定引起仿真結(jié)果錯(cuò)誤的原因，找到修改仿真系統(tǒng)的方向，是當(dāng)前亟待解決的難題。


發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有仿真結(jié)果檢驗(yàn)方法存在的不足，本發(fā)明提出了仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的檢驗(yàn)和狀態(tài)確定方法。本發(fā)明方法只需要結(jié)合小樣本的試驗(yàn)結(jié)果，就可以有效地判斷仿真結(jié)果正確與否，而且當(dāng)仿真結(jié)果不正確時(shí)，還可以進(jìn)一步判斷哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果正確，哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果不正確，從而確定引起仿真結(jié)果錯(cuò)誤的原因，找到修改仿真系統(tǒng)的方向。本發(fā)明可用于指導(dǎo)仿真系統(tǒng)的編制和修改，它為仿真系統(tǒng)的購(gòu)買者提供了選擇的依據(jù)，為仿真技術(shù)的開發(fā)者指明了改進(jìn)的方向。
本發(fā)明提出的仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的檢驗(yàn)和狀態(tài)確定方法包括如下步驟 步驟一、對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。
結(jié)合小樣本的試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)如下檢驗(yàn)公式 對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。若上式成立，則仿真結(jié)果不正確，即仿真結(jié)果未通過檢驗(yàn)；反之，仿真結(jié)果正確，即通過檢驗(yàn)，則結(jié)束判斷。
其中，m為總狀態(tài)數(shù)；為各狀態(tài)樣本量ni之和，即總樣本量；α為顯著性水平；Fα(m，n-m)為F(m，n-m)分布的上α分位點(diǎn)；為樣本組間平方和；為樣本組內(nèi)平方和，即誤差平方和；為第i個(gè)狀態(tài)下的樣本平均值；為試驗(yàn)結(jié)果Xij與仿真結(jié)果

之差。
步驟一通過填寫仿真結(jié)果檢驗(yàn)表即可完成，如表1所示。
表1 仿真結(jié)果檢驗(yàn)表(α)
根據(jù)表1，只需計(jì)算出樣本組間平方和SA、樣本組內(nèi)平方和SE和F值，再由F分布表查出Fα值，將F值與Fα值進(jìn)行比較，即可完成對(duì)仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的小樣本檢驗(yàn)。
步驟二、對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行狀態(tài)確定。
若在步驟一中，仿真結(jié)果未通過檢驗(yàn)，說明仿真系統(tǒng)存在問題，則需要進(jìn)一步確定仿真結(jié)果錯(cuò)誤的狀態(tài)。根據(jù)如下狀態(tài)確定公式 對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行狀態(tài)確定。若在某狀態(tài)下，上式成立，則該狀態(tài)下的仿真結(jié)果

不正確；反之，則該狀態(tài)下的仿真結(jié)果

正確。由此，找到仿真結(jié)果錯(cuò)誤的狀態(tài)后，修改該狀態(tài)的仿真即可，而不用修改整個(gè)仿真系統(tǒng)。
其中，m為總狀態(tài)數(shù)；為各狀態(tài)樣本量ni之和，即總樣本量；α為顯著性水平；Fα(1，n-m)為F(1，n-m)分布的上α分位點(diǎn)；為樣本組內(nèi)平方和，即誤差平方和；為第i個(gè)狀態(tài)下的樣本平均值；為試驗(yàn)結(jié)果Xij與仿真結(jié)果

之差。
步驟二通過填寫仿真結(jié)果狀態(tài)確定表即可完成，如表2所示。
表2 仿真結(jié)果狀態(tài)確定表(α)
根據(jù)表2，只需計(jì)算出各個(gè)狀態(tài)的Fi值，再由F分布表查出Fα值，將各個(gè)狀態(tài)的Fi值與Fα值進(jìn)行比較，即可確定哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果正確，哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果錯(cuò)誤，進(jìn)而指導(dǎo)仿真系統(tǒng)的修改。
步驟三、根據(jù)步驟二的狀態(tài)確定結(jié)果，針對(duì)仿真結(jié)果錯(cuò)誤的狀態(tài)對(duì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行修改，重新仿真得到新的仿真結(jié)果，再次重復(fù)步驟一對(duì)新的仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，如此循環(huán)操作，直到修改后的仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果通過步驟一的檢驗(yàn)。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于 (1)不僅可以有效地判斷仿真結(jié)果正確與否，而且還可以進(jìn)一步對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行狀態(tài)確定，判斷哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果正確，哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果錯(cuò)誤。當(dāng)仿真結(jié)果不正確時(shí)，可以找出引起仿真結(jié)果錯(cuò)誤的原因和修改仿真系統(tǒng)的方向，從而解決了現(xiàn)有仿真結(jié)果檢驗(yàn)方法存在的不足。
(2)所需試驗(yàn)量小，檢驗(yàn)精度高，可在小樣本條件下指導(dǎo)仿真系統(tǒng)的編制和修改。
(3)建立的仿真結(jié)果檢驗(yàn)表和仿真結(jié)果狀態(tài)確定表，使本發(fā)明方法更加便于工程中的應(yīng)用和推廣。只須簡(jiǎn)單填寫表格，即可完成對(duì)仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的小樣本檢驗(yàn)和狀態(tài)確定。



圖1為本發(fā)明方法的流程圖。

具體實(shí)施例方式 下面結(jié)合附圖，對(duì)本發(fā)明方法進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明的具體實(shí)施步驟如圖1所示。首先，結(jié)合小樣本的試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。若仿真結(jié)果通過檢驗(yàn)，說明仿真系統(tǒng)正確，則結(jié)束判斷，直接輸出仿真結(jié)果的評(píng)估結(jié)果。若仿真結(jié)果未通過檢驗(yàn)，說明仿真系統(tǒng)存在問題，則繼續(xù)進(jìn)行狀態(tài)確定，找到仿真系統(tǒng)中引起仿真結(jié)果錯(cuò)誤的原因，針對(duì)仿真系統(tǒng)中的仿真結(jié)果錯(cuò)誤的狀態(tài)進(jìn)行修改，重新仿真得到新的仿真結(jié)果，再次對(duì)新的仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。如此循環(huán)操作，直到修改后的仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果通過檢驗(yàn)，從而完成對(duì)仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的檢驗(yàn)和狀態(tài)確定。具體實(shí)施方法如下 步驟一、對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。
所述仿真結(jié)果可以是隨機(jī)仿真的仿真結(jié)果，或者是確定性仿真的仿真結(jié)果。如果是隨機(jī)仿真，則對(duì)大量仿真結(jié)果的平均值進(jìn)行檢驗(yàn)；如果是確定性仿真，則直接對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。
設(shè)

為第i個(gè)狀態(tài)下真值μi的仿真結(jié)果，i＝1，2，…，m。當(dāng)所有狀態(tài)下的仿真結(jié)果

全都正確時(shí)，有 為了檢驗(yàn)所有狀態(tài)下的仿真結(jié)果

是否全都滿足式(1)，在第i個(gè)狀態(tài)下進(jìn)行了ni個(gè)試樣的獨(dú)立試驗(yàn)，試驗(yàn)值記為Xij，j＝1，2，…，ni。通常試驗(yàn)結(jié)果存在分散性，并遵循正態(tài)分布，即 Xij～N(μi，σ2)i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，ni (2) 若令 則當(dāng)所有狀態(tài)下的仿真結(jié)果

全都正確，即式(1)成立時(shí)，有 Yij～N(0，σ2) i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，ni (4) 因此，通過檢驗(yàn)Yij是否來自于均值為零的正態(tài)母體，可以判斷所有狀態(tài)下的仿真結(jié)果

(i＝1，2，…，m)是否全都正確。
若令 δi＝E(Yij)i＝1，2，…，m；j＝1，2，…，ni (5) 則檢驗(yàn)所有狀態(tài)下的仿真結(jié)果

(i＝1，2，…，m)是否全都滿足式(1)，相當(dāng)于檢驗(yàn)假設(shè)
由此可知，其檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑?
設(shè)總離差平方和為 樣本組內(nèi)平方和(誤差平方和)為 樣本組間平方和為 Yi·為第i個(gè)狀態(tài)下的樣本平均值 由式(8)至式(10)可以得到 ST＝SE+SA (12) 當(dāng)原假設(shè)H0為真，即所有狀態(tài)下的仿真結(jié)果

(i＝1，2，…，m)全都正確時(shí)，有 由式(13)和(14)可知，當(dāng)原假設(shè)H0為真時(shí)，有 鑒于E(SA)大于或等于mσ2，所以，對(duì)于給定的顯著性水平α，原假設(shè)H0的拒絕域?yàn)? 即 當(dāng)式(16)或(17)成立時(shí)，可以斷定仿真結(jié)果不正確，則進(jìn)入步驟二，繼續(xù)進(jìn)行狀態(tài)確定；反之，若式(16)或(17)不成立，則通過檢驗(yàn)，仿真結(jié)果正確，仿真系統(tǒng)中沒有錯(cuò)誤，結(jié)束判斷。
方差σ2的無偏估計(jì)量

由下式給出
將上述的仿真結(jié)果檢驗(yàn)方法列成表格如下 表1 仿真結(jié)果檢驗(yàn)表(α)
根據(jù)表1，只需計(jì)算出SA、SE和F值，再由F分布表查出Fα值，將F值與Fα值進(jìn)行比較，就可以方便地完成對(duì)仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的小樣本檢驗(yàn)。
步驟二、對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行狀態(tài)確定。
當(dāng)步驟一判斷仿真結(jié)果不正確時(shí)，并非所有狀態(tài)的仿真結(jié)果

(i＝1，2，…，m)全都不正確。下面將用狀態(tài)確定方法，進(jìn)一步判斷哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果正確，哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果不正確，從而確定在仿真系統(tǒng)中引起仿真結(jié)果錯(cuò)誤的原因。
設(shè)k為仿真結(jié)果正確狀態(tài)的序號(hào)，1≤k≤m，即k為從1至m的某個(gè)自然數(shù)。第k個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

正確，即 在式(3)中，已令 在第k個(gè)狀態(tài)下，仿真結(jié)果

正確，即式(19)成立，則有 Ykj～N(0，σ2)j＝1，2，…，ni(20) 又因在式(11)中，已設(shè) 則可得 進(jìn)而可得 若令 則在第k個(gè)狀態(tài)下，有 因此，通過分別檢驗(yàn)各個(gè)狀態(tài)下的

(i＝1，2，…，m)是否來自于均值為零的標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)母體，可以判斷哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果正確，哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果不正確，從而找到仿真系統(tǒng)中的錯(cuò)誤所在。
若令 則檢驗(yàn)第i個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

(i＝1，2，…，m)是否正確，相當(dāng)于檢驗(yàn)假設(shè) 由此可知，其檢驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑?
在第k個(gè)狀態(tài)下，仿真結(jié)果

正確，即第k個(gè)狀態(tài)下的原假設(shè)

為真。由式(25)可得，在第k個(gè)狀態(tài)下，有 又因在式(13)中，已得 由式(29)和(13)可知，在第k個(gè)狀態(tài)下，有 求

的期望，得 由上式可知，當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

正確時(shí)，則反之，當(dāng)?shù)趇個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

不正確時(shí)，則所以，對(duì)于給定的顯著性水平α，第i個(gè)狀態(tài)下的原假設(shè)

的拒絕域?yàn)? 即 若在某狀態(tài)下，式(31)或(32)成立，則可以斷定該狀態(tài)下的仿真結(jié)果

不正確。反之，若在某狀態(tài)下，式(31)和(32)不成立，則可以斷定該狀態(tài)下的仿真結(jié)果

正確。由此，找到仿真錯(cuò)誤的狀態(tài)后，修改該狀態(tài)的仿真即可，而不用修改整個(gè)仿真系統(tǒng)。
將上述的仿真結(jié)果狀態(tài)確定方法列成表格如下 表2 仿真結(jié)果狀態(tài)確定表(α)
根據(jù)表2，只需計(jì)算出各個(gè)狀態(tài)的Fi值，再由F分布表查出Fα值，將各個(gè)狀態(tài)的Fi值與Fα值進(jìn)行比較，即可方便地確定仿真結(jié)果錯(cuò)誤的狀態(tài)，進(jìn)而指導(dǎo)仿真系統(tǒng)的修改。
步驟三、根據(jù)步驟二的狀態(tài)確定結(jié)果，針對(duì)仿真結(jié)果錯(cuò)誤的狀態(tài)對(duì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行修改，重新仿真得到新的仿真結(jié)果，再次重復(fù)步驟一對(duì)新的仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，如此循環(huán)操作，直到修改后的仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果通過步驟一的檢驗(yàn)。
實(shí)施例 采用國(guó)際上公認(rèn)的Monte Carlo模擬驗(yàn)證方法，對(duì)本發(fā)明提出的仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的檢驗(yàn)和狀態(tài)確定方法進(jìn)行了大量的模擬試驗(yàn)。結(jié)果表明，本發(fā)明方法不僅可以有效地判斷仿真結(jié)果正確與否，而且當(dāng)仿真結(jié)果不正確時(shí)，還可進(jìn)一步判斷哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果正確，哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果不正確，從而可以找出在仿真系統(tǒng)中引起仿真結(jié)果錯(cuò)誤的原因。由于試驗(yàn)結(jié)果的分散性，仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果之間必然存在著誤差。由于傳統(tǒng)的試驗(yàn)比對(duì)方法只能判斷其間誤差的大小，而不能判斷該誤差是系統(tǒng)誤差還是偶然誤差，所以容易造成對(duì)仿真結(jié)果的誤判。現(xiàn)給出如下實(shí)施例，并將本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的試驗(yàn)比對(duì)方法的檢驗(yàn)效果進(jìn)行了對(duì)比。
設(shè)某產(chǎn)品性能的真值為μi，根據(jù)工程實(shí)際的需要，現(xiàn)主要考慮其5個(gè)狀態(tài)，并設(shè)其仿真結(jié)果為

i＝1，2，…，5。在表3中，第2列是產(chǎn)品性能的真值μi，第3列是仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果

第4列是試驗(yàn)結(jié)果，i＝1，2，…，5。各狀態(tài)試驗(yàn)結(jié)果的方差σ2＝36。在工程實(shí)際中，真值μi是未知的，本例給出各狀態(tài)真值μi是為了更好地比較本發(fā)明方法與傳統(tǒng)的試驗(yàn)比對(duì)方法的檢驗(yàn)效果。
表3 仿真結(jié)果和試驗(yàn)結(jié)果
現(xiàn)采用本發(fā)明的仿真結(jié)果檢驗(yàn)方法對(duì)表3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，仿真檢驗(yàn)結(jié)果列于表4。從表4中可以看到，在顯著性水平α＝0.05下，經(jīng)本發(fā)明方法檢驗(yàn)可以得出，表3中仿真結(jié)果

全都正確，i＝1，2，…，5。由于本例給出了真值μi，所以通過直接對(duì)比表3中各狀態(tài)的真值μi和仿真結(jié)果

可知本發(fā)明方法的檢驗(yàn)結(jié)論是正確的。
表4 仿真結(jié)果檢驗(yàn)表(α＝0.05)
若采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)比對(duì)方法同樣對(duì)表3中的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，可得到各狀態(tài)下仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的相對(duì)誤差，如表5所示。其中，第1個(gè)狀態(tài)的仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的相對(duì)誤差為13.0％，第2個(gè)狀態(tài)的仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的相對(duì)誤差為11.0％。這兩個(gè)相對(duì)誤差都較大，按照傳統(tǒng)的試驗(yàn)比對(duì)方法，就有可能得出第1個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

和第2個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

都不正確的錯(cuò)誤結(jié)論。
表5 各狀態(tài)仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)誤差 下面考慮各狀態(tài)仿真結(jié)果不完全正確的情況，若第4個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果第5個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果而其他各狀態(tài)的仿真結(jié)果正確，如表6所示。顯然，此時(shí)第4個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

和第5個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

錯(cuò)誤。首先，采用本發(fā)明的仿真結(jié)果檢驗(yàn)方法對(duì)表3中試驗(yàn)結(jié)果和表6中仿真結(jié)果進(jìn)行處理，仿真檢驗(yàn)結(jié)果列于表7。從表7中可以看到，在顯著性水平α＝0.05下，經(jīng)本發(fā)明方法檢驗(yàn)，可以得出表6中仿真結(jié)果存在錯(cuò)誤。然后，采用本發(fā)明的仿真結(jié)果狀態(tài)確定方法進(jìn)一步對(duì)表3中試驗(yàn)結(jié)果和表6中仿真結(jié)果進(jìn)行處理，判斷哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果正確，哪些狀態(tài)的仿真結(jié)果錯(cuò)誤，從而確定在仿真系統(tǒng)中引起仿真結(jié)果錯(cuò)誤的原因，狀態(tài)確定結(jié)果列于表8。從表8中可以看到，在顯著性水平α＝0.05下，本發(fā)明方法可以確定表6中第4個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

和第5個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

錯(cuò)誤，而其他各狀態(tài)下的仿真結(jié)果正確。將表6中各狀態(tài)仿真結(jié)果與表3中各狀態(tài)真值逐一進(jìn)行對(duì)比，可知本發(fā)明方法得到的仿真結(jié)果檢驗(yàn)和狀態(tài)確定的結(jié)論都是正確的。
表6 各狀態(tài)仿真結(jié)果
表7 仿真結(jié)果檢驗(yàn)表(α＝0.05)
表8 仿真結(jié)果狀態(tài)確定表(α＝0.05)
若采用傳統(tǒng)的試驗(yàn)比對(duì)方法同樣對(duì)表3中試驗(yàn)結(jié)果和表6中仿真結(jié)果進(jìn)行處理，可得到各狀態(tài)下仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的相對(duì)誤差，如表9所示。其中，第4個(gè)狀態(tài)的仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的相對(duì)誤差僅為8.8％，第5個(gè)狀態(tài)的仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的相對(duì)誤差僅為6.0％，這兩個(gè)相對(duì)誤差都較小。而此時(shí)，第1個(gè)狀態(tài)的仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的相對(duì)誤差為13.0％，第2個(gè)狀態(tài)的仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果之間的相對(duì)誤差為11.0％，這兩個(gè)相對(duì)誤差都較大。按照傳統(tǒng)的試驗(yàn)比對(duì)方法，就有可能得出第1個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

和第2個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

都不正確，而第4個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

和第5個(gè)狀態(tài)下的仿真結(jié)果

都正確的錯(cuò)誤結(jié)論，從而在4個(gè)狀態(tài)下全都發(fā)生了誤判。
表9 各狀態(tài)仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的相對(duì)誤差 通過以上實(shí)施例可以看到，本發(fā)明方法僅需要小樣本的試驗(yàn)結(jié)果，就可以有效地對(duì)仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)和狀態(tài)確定。當(dāng)仿真結(jié)果不正確時(shí)，可以進(jìn)一步確定未被正確仿真的狀態(tài)。檢驗(yàn)效果明顯優(yōu)于傳統(tǒng)的試驗(yàn)比對(duì)方法。
權(quán)利要求
1.仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的檢驗(yàn)和狀態(tài)確定方法，其特征在于如下步驟
步驟一、對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)；
結(jié)合小樣本的試驗(yàn)結(jié)果，根據(jù)如下檢驗(yàn)公式
對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，若上式成立，則仿真結(jié)果不正確，即仿真結(jié)果未通過檢驗(yàn)；反之，仿真結(jié)果正確，即通過檢驗(yàn)，則結(jié)束判斷；
其中，m為總狀態(tài)數(shù)；為各狀態(tài)樣本量ni之和，即總樣本量；α為顯著性水平；Fα(m，n-m)為F(m，n-m)分布的上α分位點(diǎn)；為樣本組間平方和；為樣本組內(nèi)平方和，即誤差平方和；為第i個(gè)狀態(tài)下的樣本平均值；為試驗(yàn)結(jié)果Xij與仿真結(jié)果
之差；
步驟二、對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行狀態(tài)確定；
若在步驟一中，仿真結(jié)果未通過檢驗(yàn)，則根據(jù)如下狀態(tài)確定公式
對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行狀態(tài)確定，若在某狀態(tài)下，上式成立，則該狀態(tài)下的仿真結(jié)果
不正確；反之，則該狀態(tài)下的仿真結(jié)果
正確；
其中，m為總狀態(tài)數(shù)；為各狀態(tài)樣本量ni之和，即總樣本量；α為顯著性水平；Fα(1，n-m)為F(1，n-m)分布的上α分位點(diǎn)；為樣本組內(nèi)平方和，即誤差平方和；為第i個(gè)狀態(tài)下的樣本平均值；為試驗(yàn)結(jié)果Xij與仿真結(jié)果
之差；
步驟三、根據(jù)步驟二的狀態(tài)確定結(jié)果，針對(duì)仿真結(jié)果錯(cuò)誤的狀態(tài)對(duì)仿真系統(tǒng)進(jìn)行修改，重新仿真得到新的仿真結(jié)果，再次重復(fù)步驟一對(duì)新的仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，如此循環(huán)操作，直到修改后的仿真系統(tǒng)的仿真結(jié)果通過步驟一的檢驗(yàn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的檢驗(yàn)和狀態(tài)確定方法。該方法首先對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)。若F＝(SA/m)/(SE/(n-m))≥Fα(m，n-m)成立，則仿真結(jié)果不正確；反之，則仿真結(jié)果正確。當(dāng)仿真結(jié)果不正確時(shí)，則需進(jìn)一步對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行狀態(tài)確定。若在某狀態(tài)下，F(xiàn)i＝(niYi·2/1)/(SE/(n-m))≥Fα(1，n-m)成立，則該狀態(tài)下的仿真結(jié)果不正確；反之，則該狀態(tài)下的仿真結(jié)果正確。由此，找到仿真錯(cuò)誤的狀態(tài)后，修改該狀態(tài)的仿真即可，而不用修改整個(gè)仿真系統(tǒng)。本發(fā)明方法所需試驗(yàn)量小，檢驗(yàn)精度高，可在小樣本條件下指導(dǎo)仿真系統(tǒng)的編制和修改。此外，為使本發(fā)明更加便于工程應(yīng)用，還建立了仿真結(jié)果檢驗(yàn)表和仿真結(jié)果狀態(tài)確定表，通過填寫該表格即可完成對(duì)仿真系統(tǒng)中仿真結(jié)果的小樣本檢驗(yàn)和狀態(tài)確定。
文檔編號(hào)G06F17/50GK101430736SQ20081022759
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年11月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年11月28日
發(fā)明者傅惠民, 鄔文娟 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)