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),...,)((21m x x x x x f Y ==,i x 服从[0,1]均匀分布,且(x)f 2可积,模型可分解为:
)(...)()()(n ,...,2,11k 21j i ij i n
i i ,...x x ,x f x f x f f(0)x f ++++=∑∑<=
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:
∑∑
∑1=≠1=,,2,11=)+(+=n i n j i j n ij n i i D D D D
对该式归一化,并设: D D S n n i i i i i i ,,,,,,2121=
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=,,2,1≠1=1=+++=1n i n n j i j ij n i i S S S
式中,si 称之为1次敏感度;Sij 为2次敏感度,依此类推;
n
S ,,2,1 为n 次敏感度,总共有1
-2n 项。
第i 个参数总敏感度STJ 定义为: ∑=)
(i Tj S S 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o 150,推力为4500N 时,做出高度变化图像如图所示。
151时,做出高度图像如图所示
不改变力大小,调节角度为o
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。