基于落点能量的舰炮制导炮弹对岸射击技术

针对新型舰炮采用制导炮弹对岸打击的作战需求,提出了一种基于落点能量最优的射击诸元解算方法,以提高制导炮弹末端动能,增加对目标的毁伤能力。建立制导炮弹外弹道模型,采用终端落角约束的制导律,并以落点能量最优为约束条件,优化选取制导炮弹初速与射角,解算射击诸元。经仿真分析,该方法可有效进行新型舰炮武器系统制导炮弹对岸打击的火控解算。     

不确定环境下无人机区域目标搜索及载荷参数影响

针对不确定环境下无人机区域搜索问题,建立了实时探测更新的搜索方法,提出了机载光电载荷参数优化配置策略。建立了基于二维离散网格的无人机区域搜索模型,采用概率地图描述目标信息的实时获取与更新;引入不确定度指标、目标网格的重访和网格探测次数控制,建立搜索目标函数;建立了基于粒子群算法的搜索路径滚动优化方法;通过对任务区域平均探测时间步数和误判概率的估计分析,建立了机载光电载荷参数优化配置策略。使用蒙特卡洛方法验证了区域搜索方法的有效性和光电载荷参数配置对搜索效率、误判概率的影响。     

面向卫星的在轨服务任务规划方法

针对空间在轨服务日趋成熟以及在轨服务现实需求增长的背景,以在轨服务航天器为研究对象,研究面向卫星的在轨服务任务规划问题,探讨如何合理安排与调配在轨服务资源。将问题分解为在轨服务资源分配和在轨服务路径规划两层,并建立双层优化数学模型。设计在轨服务任务规划算法求解问题,包括基于多种群并行进化的混沌遗传算法和基于全局坐标转换的NSGA-Ⅱ+GSDE算法,并通过仿真结果对比分析,验证算法的可行性和有效性。     

非线性纯反馈系统预定性能自适应控制器设计

为了使非线性纯反馈系统满足更高的性能要求,提出了一种新的预定性能自适应控制算法。为了解决状态中的非仿射结构引入了新的坐标变换,满足系统预定性能,设计了简单的Lyapunov函数,通过反步法,给出了一种新的自适应控制算法来解决参数未知问题。仿真表明在设计的控制器保证了系统预定性能的同时,也使得闭环系统所有信号有界。     

电磁轨道炮对机场跑道打击的作战能力分析

随着电磁轨道炮武器装备的快速发展,针对其完成机场跑道毁伤封锁这一重要任务所需的作战能力进行了分析研究。首先,建立了子母弹命中精度圆概率误差(circular error probable, CEP)、跑道瞄准点选择、子母弹落点模拟、跑道封锁概率计算等数学模型,并采用Monte-Carlo法对子母弹的落点分布进行仿真模拟;然后,基于飞机最小起降窗口进行搜索计算,仿真分析了电磁轨道炮射击初速、距离对射击误差的影响以及子母弹命中精度CEP、发射弹丸数量及子母弹抛撒半径等相关战技指标对跑道封锁概率的影响。研究结果对电磁轨道炮弹药总体方案设计及武器系统效能优化具有重要的指导意义。     

基于GA-Elman神经网络的水下集群作战效能评估

在现代化海战中,大力发展水下作战集群是海军信息化发展的必然途径,针对这种新的作战样式,对其作战效能进行准确可靠的评估至关重要。Elman神经网络能克服传统评估方法依赖于专家经验的缺点,但其自身的权值更新方法易陷入局部极小,为此,采用遗传算法(Genetic Algorithm,GA)对Elman网络进行全局优化,构建基于GA-Elman神经网络的水下集群作战效能评估模型,并应用实例对模型进行仿真验证。仿真结果表明该模型可以准确有效地对水下集群作战效能进行评估。     

基于信号博弈的网络主动防御研究

针对现有被动防御方式难以有效确保军事信息网络安全的问题,从信号伪装的角度对军事信息网络的主动防御进行研究,提出了一种最优伪装信号选取方法。在分析军事信息网络攻防对抗的基础上,基于信号博弈理论对网络攻防过程进行建模;提出了网络攻防收益量化方法;在精炼贝叶斯纳什均衡分析的基础上,设计了最优伪装信号的选取算法。通过实验验证了方法的合理性和可行性,为军事信息网络安全防御提供了一种新的思路。     

可靠度限制下相控阵雷达天线阵面T/R单元维修模型

为了描述维修活动对相控阵雷达天线阵面系统的影响,构建了以可靠度为基础的“修旧不如新”定期维修优化模型。对相控阵雷达T/R单元失效下的天线性能参数进行分析,根据指标确定系统不能正常工作的失效T/R单元阈值; 针对大部分维修活动都难以使T/R单元修复如新的事实,引入失效率递增因子,在系统一定的可靠度水平上,以相控阵雷达系统的使用可用度和维修费用率为优化决策参数,建立了系统的维修优化模型,并运用边际效能算法对系统的最佳预防换件维修周期和换件维修组数量进行求解。实例运算结果表明,该模型突破了已有模型“修旧如新”的限制条件,更符合实际,能为维修策略的制定提供理论依据。     

电磁轨道发射中内弹道动力响应特性分析

将轨道简化为移动载荷作用下固定在弹性支撑上的Bernoulli-Euler梁,通过静态电磁-结构耦合有限元模型求得外围封装的等效刚度,计算得到发射器的临界速度。另外,利用混合有限元/边界元法建立电磁-结构-运动多物理场耦合的动力学模型,求得枢轨动态接触压力和轨道的应力应变分布特性。通过在轨道背面布置光纤光栅应变传感器,利用测量数据验证了动力响应特性,并分析了弹丸在内弹道的稳定性。针对典型30 mm × 30 mm矩形口径发射器,分析及试验结果表明：C型电枢对轨道的电磁挤压力在平顶沿起始时刻达到最大值,之后随着时间推移逐渐减小;电枢通过引起的应力波在高速段容易与轨道中反射应力波发生共振,并且轨道在电枢运动的中间高速段区域受力最为集中,应力集中水平约是起始低速段区域的2.44倍;电枢运动高速段会出现晃动现象,进而引起上下轨道受力的不对称性。分析及试验结果对研究电磁轨道发射器内弹道动力响应特性和发射器结构设计具有重要指导意义。     

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。