基于联合仿真的某型顶置武器站稳定精度研究

稳定精度是炮控系统最重要的性能指标,利用联合仿真技术对某型顶置武器站炮控系统的稳定精度进行研究。基于多体动力学仿真软件Recur Dyn建立了顶置武器站发射动力学模型、履带式底盘模型、不同等级路面模型以及PID控制系统模型,并分别对其进行了初步验证。在此基础上,对不同等级路面的武器站炮控系统的稳定精度进行仿真计算,仿真结果表明:该型顶置武器站的稳定精度随路面等级的提高而恶化。     

遥控武器站总体结构参数优化研究

为减小遥控武器站炮口扰动以提高射击精度,建立了遥控武器站部分机构参数化三维模型、有限元模型和刚柔耦合动力学模型。基于多学科集成优化软件ModelCenter进行了系统集成,以减小炮口扰动为目标,建立了遥控武器站总体结构参数优化模型。采用多目标遗传算法对总体结构参数进行了优化,优化后炮口振动状况明显改善,与位移相关的起始撼动和与速度相关的起始扰动分别较原方案降低了17.05%和19.04%。     

顶置武器站性能评估方法

在评估指标体系和虚拟样机仿真测试评估数据的基础上,对顶置武器站性能评估进行研究。对评估方法进行研究,提出了适合顶置武器站性能评估特点的灰色模糊综合评估法,选用灰色关联度分析计算指标权重,建立开放性的隶属矩阵,最终建立顶置武器站性能评估模型。通过实例评估表明该评估模型准确可靠。     

车载顶置武器站发展综述

为了提高车载自动武器的射击精度,缩短系统反应时间,解决操作手无装甲防护的问题,研制具备遥控操作功能的武器站成为世界各军事强国竞相发展的方向.介绍了车载顶置武器站的概念、特点与组成;从火力系统和火控系统2个方面综述了近年来国内外车载顶置武器站的研究进展,分析了未来车载顶置武器站的发展趋势.分析表明:进一步提高武器站态势感知能力、射击精度和模块化水平将成为车载顶置武器站研究的重要课题,并以此为研究主线提出了先进光电技术、伺服控制技术、模块化技术、智能化技术等技术实现途径,为国内车载顶置武器站的论证分析、研制设计以及改进升级等提供理论借鉴和技术参考.     

某型遥控武器站射击密集度仿真与优化

针对提高遥控武器站连发射击精度的问题,在综合考虑某型遥控武器站射击精度影响因素的基础上,通过引进柔性体建立了武器站的射击密集度模型,并通过与试验数据的对比验证了模型的可靠性。利用虚拟样机以缓冲簧刚度和平衡机刚度为设计变量对武器站射击时炮口振动位移进行了优化设计,并得出了最佳设计值,对提高遥控武器站射击密集度具有一定的指导作用。     

频率匹配准则的某型机枪自动机结构参数优化

首先分析了影响某型重机枪射击精度的影响因素,并以武器频率匹配准则为依据,以建立的机枪动力学虚拟样机模型为平台,通过灵敏度分析,找出导气孔横截面积、活塞的有效横截面积、枪机框质量、枪机质量和枪机框缓冲簧刚度等参数是影响武器射击频率的主要因素;利用序列二次规划优化方法对自动机结构参数进行优化,优化仿真结果表明,武器的射向一致性得到明显提高,这对于武器结构方案优化设计,提高武器射击精度是至关重要的。     

采用多岛遗传算法的某型狙击榴弹发射器参数优化

为进一步减小某型狙击榴弹发射器的后坐力,提高人机工效,对其参数优化开展了研究;以武器后坐力极值最小为目标,分析了模型各参数的灵敏度,确定了设计变量,以武器总质量不增大为约束条件建立了优化模型;应用Isight平台集成Adams软件的方式,采用多岛遗传算法对该武器的相关参数进行了优化计算,对所得到的最优解进行了仿真分析;结果表明:优化后其后坐力极值降低了18.6豫,武器质量减小了51.3 g,其导轨的振动次数有所减少;优化方案有效提高了该武器人机工效和系统平稳性。     

某自行火炮全弹道多学科优化设计

为提高某自行火炮弹丸的杀伤效能,寻求该火炮全弹道设计参数间更优的匹配关系,并缩短全弹道设计周期,根据其包含的内弹道、外弹道和终点效应3个分学科之间的耦合关系,建立自行火炮全弹道多学科优化设计模型。以射程最大、杀伤面积最大为优化目标,进行全弹道优化设计。与单目标优化方法对比,多目标优化有效提高了该火炮弹道的综合性能,避免了单个目标优化时其他目标劣化的现象。     

多机协同对空目标探测与攻击任务的最优分配

针对信息化条件下多机协同空战中需要协同制导的问题,建立了探测任务和攻击任务分配的模型。首先根据战场态势和雷达探测能力建立探测任务分配模型,然后根据战场态势和武器作战能力建立攻击任务分配模型,最后将此多目标决策问题转化为单目标优化问题。通过建立可行解到粒子间的映射,提出了粒子群优化算法对该优化问题进行求解。仿真实验表明了该模型与算法的可行性与有效性。     

采用遗传算法的弹托迎风窝结构设计

针对一体化弹丸弹托易分离性和轻质化的设计要求，构建弹托迎风窝参数化外形模型，基于激波和膨胀波理论建立弹托气动力计算模型；以弹托分离加速度和弹托质量综合最优为目标函数，采用遗传算法对弹托迎风窝的外形参数进行优化设计，从而得到弹托迎风窝的优化外形。以中口径尾翼稳定脱壳穿甲弹的弹托设计为例，采用提出的优化设计模型对其迎风窝结构进行优化设计，并采用基于动网格技术的弹托分离仿真模型验证其最优性。仿真结果表明：所提优化模型能够得到最优的弹托迎风窝结构；针对现有的中口径尾翼稳定脱壳穿甲弹，可进一步对其弹托结构进行优化，以提高其分离快速性。     

一种控制学科在设计回路的多学科设计优化方法

提出了一种直接针对设计参数不确定性描述的鲁棒控制器设计方法,并将该方法的研究和多学科设计优化方法的研究结合起来,实现了控制学科在设计回路的多学科设计优化。以某无尾布局微型飞行器为例开展了气动、控制学科的并行设计优化研究,说明了该方法的可行性。     

基于代理模型的卫星系统仿真优化平台

针对既定目标,采用卫星系统进行协同观测可以最大化卫星系统的整体效能,如何对卫星系统的轨道或载荷参数设计是一个设计空间大、设计变量多的优化问题。对此,采用基于代理模型的仿真优化,通过改进广义模式搜索算法在设计空间中搜索最优解,并以此为核心设计开发卫星系统仿真优化平台。该平台集成问题建模、仿真优化和结果评估显示,为用户提供设计和改进卫星系统方案的方法和依据。采用该平台对卫星系统设计实例进行优化,通过对比发现,平台的优化结果稳定性和优化效率优于STK-Analyzer。     

基于不确定性的末制导初始参数优化设计方法

为量化无动力滑翔飞行器末制导初始参数不确定性的综合影响,提升飞行器落点精度,提出基于不确定性的末制导初始参数优化设计方法。面向飞行器末端高动态打击需求,采用落角约束下的滑模变结构导引律进行实时弹道成型,进而考虑末制导初始参数的不确定性。以落点有效毁伤半径概率和落点圆概率偏差为多优化目标,建立基于不确定性的末制导初始参数及制导律参数优化模型。针对这一不确定性优化模型,研究利用高效全局优化和蒙特卡洛方法,给出末制导初始参数及制导律参数的最优设计方案。仿真结果表明:该方法能显著提升落点精度,为方案设计阶段飞行器末制导交接点的选取提供决策支持。     

串联式反后坐装置设计与动力学仿真

利用Runge-Kutta方法确定了火炮串联式后坐系统的参数,设计出串联式反后坐装置结构,并运用ADAMS软件进行了串联式后坐系统动力学仿真,以验证设计结果的准确性。动力学仿真结果与结构设计的参数比较吻合,证明了结构设计结果的准确性,通过串联式后坐系统与单一后坐系统的对比,反映了串联式后坐系统的优越性。     

MATLAB在导弹控制系统设计和仿真中的应用

详细介绍了用MATLAB(SIMULINK)对导弹控制系统进行设计和仿真的步骤和方法,并利用SIMULINK工具箱中的NCD模块对控制系统的参数进行了优化。仿真结果表明了该方法的有效性。     

线性控制系统的渐近跟踪控制与干扰解耦的设计及仿真

基于内模原理,针对线性控制系统设计了系统输出对参考信号的渐近跟踪控制和干扰解耦,同时实现了系统的镇定,并给出了设计算法和算例,通过MATLAB软件进行仿真,验证了该方法的有效性。     

导弹总体参数优化设计的合作协同进化MDO算法

传统的导弹设计方法不能很好地实现各子系统设计的协同 ,而多学科设计优化技术十分适合现代计算机网络环境下的多学科协同设计。根据协同进化与MDO在本质上的相似性 ,采用合作协同进化的方法进行MDO算法研究 ,以充分发挥进化算法的优越性。给出了一种基于合作协同进化的MDO算法 ,将该算法应用于导弹的气动 发动机 控制一体化优化设计。     

Multi-objectives nonlinear structure optimization for actuator in trajectory correction fuze subject to high impact loadings

This paper presents an actuator used for the trajectory correction fuze, which is subject to high impact loadings during launch. A simulation method is carried out to obtain the peak-peak stress value of each component, from which the ball bearings are possible failures according to the results. Subsequently, three schemes against impact loadings, full-element deep groove ball bearing and integrated raceway, needle roller thrust bearing assembly, and gaskets are utilized for redesigning the actuator to effectively reduce the bearings' stress. However, multi-objectives optimization still needs to be conducted for the gaskets to decrease the stress value further to the yield stress. Four gasket's structure parameters and three bearings' peak-peak stress are served as the four optimization variables and three objectives, respectively. Optimized Latin hypercube design is used for generating sample points, and Kriging model selected according to estimation result can establish the relationship between the variables and objec-tives, representing the simulation which is time-consuming. Accordingly, two optimization algorithms work out the Pareto solutions, from which the best solutions are selected, and verified by the simulation to determine the gaskets optimized structure parameters. It can be concluded that the simulation and optimization method based on these components is effective and efficient.     

多目标的分布式协同进化MDO算法

通过引入非优超排序和排挤的多目标处理机制 ,将分布式协同进化MDO算法的能力扩展到多目标的多学科设计优化问题。多目标的分布式协同进化MDO算法在保持各学科充分自治和各学科并行设计优化协同的基础上 ,通过一次运行即可获得具有良好分布的多个Pareto最优解 ,逼近整个Pareto最优前沿。应用于导弹气动 /发动机 /控制三学科两目标设计优化问题 ,与约束法计算结果的对比表明算法能够有效逼近该问题的Pareto最优前沿 ,为设计决策提供了丰富的信息     

战术导弹多学科设计优化

建立了战术导弹多学科系统分析模型,提出了战术导弹多学科设计优化方法.通过系统级总体设计优化和并行的子系统级发动机设计优化的嵌套循环,得到满足战术导弹总体设计指标的最优发动机设计方案,即得到内外弹道相匹配的发动机最优推力时间曲线,实现了战术导弹多学科设计优化,缩短了战术导弹总体和固体推进学科的设计周期.战术导弹设计优化时不仅考虑了导弹战技性能指标要求,而且还考虑了22个典型攻击目标的运动特性,增加了导弹最优设计结果的实用性.