技术摘要：
本发明公开了一种基于实测环境数据的飞机结构分区方法，具体涉及航空腐蚀防护与控制技术领域，包括以下区分步骤：步骤1、建立各监测点对象的集合并选择聚类需要的参数；步骤2、将原始样本数据进行标准化处理；步骤3、确定模糊相似矩阵，建立待分类域的模糊相似矩阵，用 全部
背景技术：
军用飞机在服役过程中，超过90％的时间处于地面停放状态，严酷的服役环境导 致飞机结构腐蚀故障频发，严重影响飞机完好性。为对飞机结构耐蚀性与环境适应性进行 检验，研究人员往往会编制环境谱，在实验室开展加速腐蚀试验。环境谱通常指飞机结构件 所遭受的腐蚀介质、应力等的联合作用及每种环境因素的强度、持续时间、发生频率以及其 组合，根据结构形式以及使用情况等因素可分为总体环境谱和局部环境谱。由于飞机结构 的位置、结构形式以及密封性等有所差异，使得腐蚀环境和腐蚀情况也不同，应具体环境具 体分析。 因此，准确对飞机结构分区是建立较为准确的局部环境谱的基础，对保证飞机结 构使用安全性具有重要意义。
技术实现要素：
为此，本发明实施例提供一种基于实测环境数据的飞机结构分区方法，通过采用 模糊聚类方法以环境数据作为依据，对飞机上不同结构舱室进行分区，为现役飞机准确局 部环境谱的建立奠定基础。 为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种基于实测环境数据的 飞机结构分区方法，包括以下区分步骤： 步骤1、建立各监测点对象的集合并选择聚类需要的参数； 步骤2、将原始样本数据进行标准化处理：将量纲和数值区间两方面的样本元素的 特征值统一于共同的数据特征范围，在进行聚类时，样本的元素在量纲和数值区间两方面 可能各不相同，一般不能直接进行分类，为了消除两种因素的影响，使所有特征值统一于共 同的数据特征范围，整个过程叫做标准化处理； 步骤3、确定模糊相似矩阵，按照某一准则或者方法建立待分类域的模糊相似矩 阵，用于表征两个元素之间的接近程度； 步骤4、求取模糊等价矩阵，模糊相似矩阵满足反身性和对称性，但是缺乏传递性， 通过模糊等价矩阵的运算求得模糊相似矩阵； 步骤5、采用λ截矩阵法进行聚类分析； 对于任一λ∈[0,1]，在分类时将模糊等价矩阵各元素这样取值：大于或者等于λ的 元素都改为1，小于λ的元素都改为0，根据模糊等价矩阵中的1与0的排列情况即可进行分 类； 步骤6、分析比较不同λ下的分区情形，确认最终分区结果。 进一步地，步骤1中，包括： 4 CN 111581793 A 说 明 书 2/4 页 步骤1.1、各监测点对象的集合建立：采用数字式温湿度传感器对飞机上9个不同 结构、不同位置的监测点进行局部温湿度测量和记录，记录间隔为15分钟，每天采集温湿度 数据各96个，同时采用1个百叶箱监测点对环境温湿度进行测量和记录； 步骤1.2、将10个监测点作为待聚类对象的集合，温度和湿度做为聚类的参数，选 择监测过程中所有监测点温、湿度数据进行计算。 进一步地，步骤1中，设分类域飞机的各个分区U＝{x1,x2,…xn}(n＝10)，每个分区 xi都有个m个特征参数来刻画，则 xi＝{xi1,xi2,xij…xim}(j＝1,2,…m) 其中，xij表示第i个被分类对象相应于第j个特征参数的观测值； 于是，得到n×m维矩阵X＝(xij)n×m作为最原始数据，方法中选择温度和湿度共同 作为聚类特征，温度和湿度又随着时间而变化。 进一步地，步骤2中，选择利用极差变换实现标准化，极差变换表示为： 进一步地，步骤3中，采用向量相似度来建立待分类域的模糊相似矩阵，并表征两 个元素之间的接近程度： 进一步地，步骤4中，采用闭包传递法，从模糊相似矩阵求取模糊等价矩阵，具体采 用的是平方法： 若在某一步有 令R*＝Rk,则R*便为所求模糊等价矩阵； 方法中 采用的算法模型为为M(∧,∨)，即矩阵运算采用先取小后取大的运算方 式。 进一步地，步骤5中，生成R*的截距阵 根据 中0和1的情况进行分类。 进一步地，步骤6中，设置不同阈值的λ截矩阵，得到多种分区结果，根据飞机结构 和实际需求确定分区，并可确定最佳的λ取值范围。 本发明实施例具有如下优点： 本发明通过借助数字式温湿度记录装置获得原始数据；采用极差变换实现原始数 据的标准化；选择向量夹角余弦作为两个样本接近程度的度量；利用闭包传递的方法求取 模糊等价矩阵；采用λ截距阵实现飞机不同分区的聚类，通过比较分区结果，确认最佳的λ阈 值；因此能够实现飞机结构的准确分区提供依据，从而为建立较为准确的局部环境谱的基 础，对保证飞机结构使用安全性具有重要意义。 5 CN 111581793 A 说 明 书 3/4 页
本发明公开了一种基于实测环境数据的飞机结构分区方法，具体涉及航空腐蚀防护与控制技术领域，包括以下区分步骤：步骤1、建立各监测点对象的集合并选择聚类需要的参数；步骤2、将原始样本数据进行标准化处理；步骤3、确定模糊相似矩阵，建立待分类域的模糊相似矩阵，用 全部
背景技术：
军用飞机在服役过程中，超过90％的时间处于地面停放状态，严酷的服役环境导 致飞机结构腐蚀故障频发，严重影响飞机完好性。为对飞机结构耐蚀性与环境适应性进行 检验，研究人员往往会编制环境谱，在实验室开展加速腐蚀试验。环境谱通常指飞机结构件 所遭受的腐蚀介质、应力等的联合作用及每种环境因素的强度、持续时间、发生频率以及其 组合，根据结构形式以及使用情况等因素可分为总体环境谱和局部环境谱。由于飞机结构 的位置、结构形式以及密封性等有所差异，使得腐蚀环境和腐蚀情况也不同，应具体环境具 体分析。 因此，准确对飞机结构分区是建立较为准确的局部环境谱的基础，对保证飞机结 构使用安全性具有重要意义。
技术实现要素：
为此，本发明实施例提供一种基于实测环境数据的飞机结构分区方法，通过采用 模糊聚类方法以环境数据作为依据，对飞机上不同结构舱室进行分区，为现役飞机准确局 部环境谱的建立奠定基础。 为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：一种基于实测环境数据的 飞机结构分区方法，包括以下区分步骤： 步骤1、建立各监测点对象的集合并选择聚类需要的参数； 步骤2、将原始样本数据进行标准化处理：将量纲和数值区间两方面的样本元素的 特征值统一于共同的数据特征范围，在进行聚类时，样本的元素在量纲和数值区间两方面 可能各不相同，一般不能直接进行分类，为了消除两种因素的影响，使所有特征值统一于共 同的数据特征范围，整个过程叫做标准化处理； 步骤3、确定模糊相似矩阵，按照某一准则或者方法建立待分类域的模糊相似矩 阵，用于表征两个元素之间的接近程度； 步骤4、求取模糊等价矩阵，模糊相似矩阵满足反身性和对称性，但是缺乏传递性， 通过模糊等价矩阵的运算求得模糊相似矩阵； 步骤5、采用λ截矩阵法进行聚类分析； 对于任一λ∈[0,1]，在分类时将模糊等价矩阵各元素这样取值：大于或者等于λ的 元素都改为1，小于λ的元素都改为0，根据模糊等价矩阵中的1与0的排列情况即可进行分 类； 步骤6、分析比较不同λ下的分区情形，确认最终分区结果。 进一步地，步骤1中，包括： 4 CN 111581793 A 说 明 书 2/4 页 步骤1.1、各监测点对象的集合建立：采用数字式温湿度传感器对飞机上9个不同 结构、不同位置的监测点进行局部温湿度测量和记录，记录间隔为15分钟，每天采集温湿度 数据各96个，同时采用1个百叶箱监测点对环境温湿度进行测量和记录； 步骤1.2、将10个监测点作为待聚类对象的集合，温度和湿度做为聚类的参数，选 择监测过程中所有监测点温、湿度数据进行计算。 进一步地，步骤1中，设分类域飞机的各个分区U＝{x1,x2,…xn}(n＝10)，每个分区 xi都有个m个特征参数来刻画，则 xi＝{xi1,xi2,xij…xim}(j＝1,2,…m) 其中，xij表示第i个被分类对象相应于第j个特征参数的观测值； 于是，得到n×m维矩阵X＝(xij)n×m作为最原始数据，方法中选择温度和湿度共同 作为聚类特征，温度和湿度又随着时间而变化。 进一步地，步骤2中，选择利用极差变换实现标准化，极差变换表示为： 进一步地，步骤3中，采用向量相似度来建立待分类域的模糊相似矩阵，并表征两 个元素之间的接近程度： 进一步地，步骤4中，采用闭包传递法，从模糊相似矩阵求取模糊等价矩阵，具体采 用的是平方法： 若在某一步有 令R*＝Rk,则R*便为所求模糊等价矩阵； 方法中 采用的算法模型为为M(∧,∨)，即矩阵运算采用先取小后取大的运算方 式。 进一步地，步骤5中，生成R*的截距阵 根据 中0和1的情况进行分类。 进一步地，步骤6中，设置不同阈值的λ截矩阵，得到多种分区结果，根据飞机结构 和实际需求确定分区，并可确定最佳的λ取值范围。 本发明实施例具有如下优点： 本发明通过借助数字式温湿度记录装置获得原始数据；采用极差变换实现原始数 据的标准化；选择向量夹角余弦作为两个样本接近程度的度量；利用闭包传递的方法求取 模糊等价矩阵；采用λ截距阵实现飞机不同分区的聚类，通过比较分区结果，确认最佳的λ阈 值；因此能够实现飞机结构的准确分区提供依据，从而为建立较为准确的局部环境谱的基 础，对保证飞机结构使用安全性具有重要意义。 5 CN 111581793 A 说 明 书 3/4 页
