[发明专利]估计火工品50％作用水平的优化方法和系统

说明书

技术领域

本申请涉及火工品感度试验与分析领域，更具体地，涉及一种估计火工品50％作用水平的优化方法和系统。

背景技术

现有技术中，火工品是内部装有少量药剂，可在较小的外界刺激作用下激发，产生燃烧或爆炸，从而完成点火、传火、起爆、传爆以及做功等功能的一次性使用器件和装置。对任意一个火工品而言，都有一个固有的临界刺激量。不同的火工品，该固有的临界刺激量不一定相同。火工品临界刺激量的概率分布称为火工品的感度分布。

火工品的50％作用水平指的是火工品感度分布的0.5分位数，即使得火工品被激发的概率达到50％的刺激值。通常用火工品的50％作用水平表达火工品发生作用的难易程度。如果该水平较大，说明火工品较难被激发；相反，如果该水平较小，说明火工品容易被激发。在火工品的实际应用中，尤其是在权衡考虑火工品的安全性与可靠性时，火工品的50％作用水平是一个非常重要的参数。目前，许多国家标准就用火工品的50％作用水平来表示火工品的感度(火工品在外界刺激作用下发生爆炸的难易程度)。估计火工品50％作用水平最常用的方法是试验方法。由于火工品为一次性使用产品，所以试验次数即为试验中消耗的火工品发数。目前，国内外广泛应用的是升降法和兰利法。这两种方法都需要已知感度分布的参数模型F(x)＝G((x-μ)σ)。在实施升降法时，需要事先猜测μ的取值μ_g和σ的取值σ_g。取第一次试验的水平x₁＝μ_g，试验步长d＝σ_g。然后按照以下方式逐步设置试验水平并记录试验结果：

x_i+1＝x_i+2d(y_i-0.5)，i＝1,…,n

其中x_i表示第i次试验施加于第i个火工品的刺激值，y_i表示第i次试验的结果，y_i＝1表示在该刺激下火工品被激发，y_i＝0表示在该刺激下火工品未被激发。在消耗n发火工品进行n次试验后，获得试验数据(x₁,y₁),…,(x_n,y_n)，应用似然方法求得参数(μ,σ)的极大似然估计然后根据方程求出根x，记为它即为火工品的50％作用水平的估计。

在实施兰利法时，需要事先猜测μ的取值μ_g和σ的取值σ_g，然后取不激发火工品的刺激下限L＝μ_g-4σ_g和激发火工品的刺激上限U＝μ_g+4σ_g。然后，取第一次试验的水平为x₁＝(L+U)/2，进行试验并获得结果y₁。当y₁＝1时，第二次试验的水平x₂＝(L+x₁)/2；当y₁＝0时，x₂＝(U+x₁)/2；记相应的试验结果为y₂。对于i>2，从第n次试验往回寻找直至第k次试验，使得在y_k,…,y_i中，火工品被激发的个数与不被激发的个数相等。取第(i+1)次试验的水平为x_i+1＝(x_i+x_k)/2；若找不到这样的k，当y_i＝1，取x_i+1＝(L+x_n)/2；当y_i＝0，取x_i+1＝(U+x_n)/2；进行试验并观测试验结果y_i+1。当样本量n较小时，做完n次试验后，用具有试验结果1的最小水平x⁺＝min{x_i:y_i＝1}和具有试验结果0的最大水平x^-＝max{x_i:y_i＝0}的平均值(x⁺+x^-)/2估计火工品的50％作用水平。

在上述方法中，升降法和兰利法有三点明显不足：