基于感性工学的人机系统操纵装置选型方法.pdf

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1、第５期（总第１９８期）机械工程与自动化Ｎｏ．５２０１６年１０月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＯｃｔ．文章编号：１６７２-６４１３（２０１６）０５-００１６-０３基于感性工学的人机系统操纵装置选型方法１，２２２张燕军，孙有朝，刘璐（１．扬州大学机械工程学院，江苏扬州２２５１２７；２．南京航空航天大学民航学院，江苏南京２１００１６）摘要：在复杂的人机系统操纵装置选型过程中，针对满足操纵功能的多种不同型号设备选型的问题，提出了基于感性工效指标综合评价的人机系统操纵装置选型方法，给出了基于感性工学理论建立评价指标体系及

2、多指标综合评价的方法，并通过应用案例验证了该方法的有效性。关键词：人机系统；操纵设备；综合评价；感性工学中图分类号：ＴＰ２４文献标识码：Ａ［１０-１１］0引言集，并基于德尔菲法对影响因素集进行筛选，以操纵装置是人机交互过程中“人”向“机”传送控制得到较全面的评价指标。基于德尔菲法确定评价指标信息的重要途径之一，操纵装置选型合理与否将对操的步骤如下：①成立工作小组，主要任务是拟定操纵装作人员的操纵体验产生重要影响，也是导致人为差错置实现方案、梳理影响因素、确定咨询组成员、编制咨［１-３］的重要影响因素之一。针对复杂人机系统操纵装询表、组织咨询工作

3、，并负责咨询结果的统计与处理；置的选型，如在飞机座舱、核电站监控室、载人飞船等②确定专家咨询人员，即选择具有一定专业知识和丰复杂人机系统设计过程中，对于满足同一功能的不同富实践经验、掌握行业动态的操作人员；③进行专家咨实现方式，需要采用合理的方法进行评估比较优劣，从询，通过对方案评价指标有关的标准、规范及技术文献而最终得到较好的实现形式。进行研究和分析，进行多轮专家咨询及指标筛选，得到目前，针对多指标综合评价的方法主要有多目标全面综合的评价指标体系。［４-６］决策、模糊综合评价及数理统计法等。这３类评１．２评价指标权重确定方法价方法都各有侧重，

4、多目标决策方法有助于寻求最佳权重是评价指标重要性的数量化表示，权重的确均衡方案，但不擅长处理不确定问题；模糊综合评价和定方法有主观赋权法和客观分析法两种。主观赋权法数理统计法可处理模糊及随机不确定性的问题，但具是采用综合咨询评分的定性方式确定权重，对无量纲有一定的主观性。本文针对满足操纵功能的多种不同数据进行综合；客观赋权法根据各指标之间的相关关型号设备选型的问题，提出了基于感性工效指标综合系或各项指标的变异程度确定权重。由于客观赋权法评价的人机系统操纵装置选型方法，通过引入感性工需要建立在较大数据量的基础之上，而操纵装置备选［７-９］学理论，

5、提出感性工效指标体系的构建方法，并建方案有限，所以本文利用主观赋权法中的特征向量法立多指标综合评价模型为操纵装置选型决策提供确定实现方案各评价指标的权重。依据。特征向量法用判断矩阵元素表示各评价指标之间1操纵装置感性工效指标的确定方法的相对重要程度，相对重要度分为９级，用数字１～９１．１指标集确定方法表示。评价指标之间相对重要程度的定义见表１。Ｔ根据人机系统的设计目标、系统功能分析及功能设W＝［w１，w２，…，wn］为评价指标的权向量，实现方式的影响，基于感性工学分析操作人员对不同wi为第i个评价指标的权重值，n为评价指标个数。型号操纵装置的感

6、性偏好，梳理出感性工效影响因素则判断矩阵为：国家自然科学基金-民航联合项目（Ｕ１３３３１１９）；国防基础科研项目（ＪＣＫＹ２０１３６０５Ｂ００２）；江苏自然科学基金项目（ＢＫ２０１５０４５５）；扬州大学科技创新培育基金项目（２０１５ＣＸＪ０１５）；江苏省高校自然科学基金项目（１６ＫＪＢ５８００１１）收稿日期：２０１６-０７-０７；修订日期：２０１６-０８-２０作者简介：张燕军（１９８５-），男，山西大同人，讲师，博士，硕士生导师，研究方向为复杂人机系统设计。２０１６年第５期张燕军，等：基于感性工学的人机系统操纵装置选型方法・１７・w１／w１w１

7、／w２…w１／wn则属性值与理想值之间的距离计算公式为：＋＋w２／w１w２／w２…w２／wnD＝dis（vm，p）＝A＝．（１）…………a２b２c２（vm-０．７５）＋（vm-１）＋（vm-１）．（４）w--n／w１wn／w２…wn／wnD＝dis（vm，p）＝所以有：a２b２c２（vm）＋（vm）＋（vm-０．２５）．（５）（A-nI）／W＝０．（２）相对贴合度表示属性值与最优值之间的接近程其中：I为单位矩阵。如果判断A的值完全无偏差，则度，具备归一化和无量纲条件，可作为方案评价属性的式（２）等于０成立，如果A为近似值，则A中元素小的规范化值

8、。相对贴合度表示为：摄动表示本征值小的摄动，则有：D-c＝＋-．（６）AW＝ｍａｘW．λ（３）D＋D其中：ｍａｘ为矩阵A的最λ大特征值。将式（１）求得