灵敏度分析

2019-02-15 18:11

为了确定模型中主要因素,我们对该模型采用Sobol法进行灵敏度分析判断其全局敏感性。Sobol法是最具有代表性的全局敏感性分析方法,它基于模型分解思想,分别得到参数1,2次及更高次的敏感度。通常1次敏感度即可反映了参数的主要影响。 Sobol法

Sobol法核心是把模型分解为单个参数及参数之间相互组合的函数。假设模型为

Y?f(x)(x?x1,x2,...xm),xi服从[0,1]均匀分布,且f2(x)可积,模型可分解为: f(x)?f(0)??fi(xi)??fij(x)?...?f1,2,...,n(x1,x2,...xk)

i?1i?jn则模型总的方差也可分解为单个参数和每个参数项目组合的影响: D=∑Di+∑(Dij+?D1,2,?,n)∑i=1i=1j=1i≠jnnn

对该式归一化,并设:

Si1,i2,?,in=Di1,i2,?,inD

可获得模型单个参数及参数之间相互作用的敏感度S由式(2)可得:

1=∑Si+∑Sij+?+S1,2,?,n∑i=1i=1j=1i≠jnnn

S1,2,?,n式中,si称之为1次敏感度;Sij为2次敏感度,依此类推;项。第i个参数总敏感度STJ定义为:

为n次敏感度,总共有

2n-1

它表示所有包含第i个参数的敏感度。

模型中4个输入参数分别为推力,角度,比冲,月球引力常量。因为月球引力常量和比冲为物理恒定值,不会产生干扰。所以这里我们对角度,推力进行敏感性分析。

设角度初值为150,推力为4500N时,做出高度变化图像如图所示。

oSTj??S(i)不改变力大小,调节角度为151时,做出高度图像如图所示

不改变角度大小,调整力大小为7500N时,做出高度变化图像如图所示:

由图像对比可知,角度变化对模型结果影响较大,力变化对模型结果影响较小。

o


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