针对过载控制的神经网络制导律研究

针对高机动高突防能力目标的拦截问题,通过对比例导引律导引过程中过载与比例系数、视线角速率关系的分析,建立基于视线坐标系的三维弹-目相对运动模型,研究在该坐标系下的比例导引律加速度表现形式,据此设计实现K值自适应调整的RBF神经网络模型。通过与纯比例导引律的法向过载以及攻击时间对比,验证了RBF神经网络导引律在降低制导性能的前提下抑制视线角速率抖振、过载控制方面的有效性。     

双基发射药螺杆挤压成型多出口模具结构设计优化

为研究某双基发射药在多出口螺杆挤压机内的流动过程,采用单因素法探究出口数目对发射药流动过程的影响,而后以提高生产效率为优化目标,以流道压强差为约束条件,对挤出口数目、模具长度和模具收缩角进行正交实验。结果表明,增加出口数目可以提高产量,减小最大压强差,使生产更加高效和安全;对质量流量和流道压强差影响程度的排序为：出口数目>模具长度>收缩角,并得到最合理的结构参数组合为出口数目5,模具长度40 mm,收缩角37°,此时质量流量提高了17.6%,流道压强差降低了25.0%,满足并保证发射药致密性的要求。     

同轴线圈电磁推进出口速度控制方案的仿真研究

为应对电枢出口速度需要进行灵活以及精确调节的场景,提出了一种使用异步式线圈推进器作为主加速装置,同步式线圈推进器在尾部作为调速器进行速度控制的联合调速方案。在ANSYS中建立了将调速器放置于单段异步式线圈推进器出口的二维仿真模型,针对调速器的实体设计,分别对异步式推进器最后一匝线圈与同步调速器线圈间距离和调速器线圈长度进行了仿真分析;使用该模型验证了改变脉冲电源初始电压能够控制调速器调速范围,以及改变开关触发时间能够控制调速器实现需求的电枢速度补偿,进一步给出控制回路的设计方案,为电磁线圈推进尾部电枢速度控制应用奠定了理论基础。     

履带车辆加速性性能泛函及数值求解

履带车辆推进系统传动装置的优化匹配是提高车辆机动性的关键。为改善履带车辆的动力性能,将履带车辆加速过程抽象为性能泛函取极值的数学问题,提出了有级变速传动的加速性能泛函数学表征。考虑履带车辆内部及外部约束条件,采用全局优化的遗传算法,对不同加速性能权重指标下的最优加速性速比进行数值求解,对比分析速比优化前后履带车辆的加速性。结果表明,泛函优化后的速比使得车辆0～32 km/h加速时间缩短了7.89%,验证了泛函分析设计方法对优化履带车辆动态加速过程的有效性。     

车载机枪托架行进间发射动力学分析与优化

托架是车载机枪上的主要承力构件,其刚强度和动力学性能会对车载机枪射击产生较大影响。基于路面不平度理论和发射动力学理论,建立了某12.7 mm车载机枪的行进间发射动力学模型。对行进间射击时的车载机枪托架,在极限射角及平射状态分别进行10发连射过程的仿真分析。以减轻托架结构质量和降低托架支撑板行进间发射时的交错变形为目标,结合拓扑优化分析与参数化建模方法,对托架进行结构优化设计,并对优化前后的托架力学性能进行对比。分析表明：平射时托架工况最为恶劣,托架满足强度要求;托架支撑板交错变形会引起枪口产生0.011 3 mm的偏移,通过对托架结构优化设计,结构质量减小31.82%,提高托架支撑板刚度匹配性,支撑板的交错变形量减小85%。对车载机枪及遥控武器站的设计具有指导意义,为其他机载武器及遥控武器站设计提供参考依据。     

基于增量预测控制的高速多体船垂向运动稳定研究

为了增强高速多体船对海浪扰动的抑制能力,减少垂向运动幅度,提出基于增量预测控制的垂向运动稳定方案。该方案在建立高速多体船的垂向耦合运动模型基础上,分析随机海浪扰动的频域和时域特性,基于积分扰动模型估计海浪扰动力和力矩。为减少海浪平均扰动力和扰动力矩对垂向运动的影响,将垂向运动模型转化为增量模型,作为预测控制的预测模型;同时,把升沉和纵摇的幅度和变化率引入目标函数中,采用滚动优化策略获得多体船的垂向运动预测控制律,分析闭环系统稳定性。仿真结果表明,所提的增量预测控制有效减小升沉和纵摇波动变化率和幅度,升沉位移减少59%,纵摇角减少47%。     

协同爆炸时冲击波毁伤效应研究综述

协同作战作为未来战场针对关键目标的重要打击形式。多弹协同爆炸时,冲击波等多毁伤元相互交会、耦合,作用载荷异常复杂,进而导致目标出现新的毁伤模式,为协同毁伤研究带来了很大的困难。为此,国内外学者针对协同爆炸时冲击波叠加效应、目标结构的响应规律、毁伤效应及毁伤评估方法等方面,开展了地面技术兵器、建筑等目标的多次多弹协同打击研究。从协同爆炸毁伤元特性、部分目标的结构响应和仿真研究手段等3个方面论述了目前的研究现状,总结了目前研究中取得的成果,并对未来的研究方向进行了展望,为开展多次多弹协同爆炸的毁伤效应研究提供了参考。     

信息时代指挥控制方式综述

历代战争中,指挥控制(C2)都是重要的赋能手段。信息化战争时代,未来战场对C2方式提出了新的挑战。通过分析信息时代网络赋能指挥控制的特点,对C2功能和方式空间进行了研究,定义了信息时代5种C2方式原型,并对各方式原型目标和要求进行了详细辨析,分析了其成熟度水平和成熟度迁移模型,最后讨论了未来战场对C2的挑战。对于帮助作战人员分析当前C2领域存在的问题,明确当前和未来需要的指挥控制能力,提升各级指挥员指挥控制、近实时管理复杂动态不确定作战使命的能力,具有一定参考价值。     

基于二维目标的增强检测与舷角约束导引方案

针对无人水面船不确定水域的特定目标搜索与可控角度导引问题,探索了基于YOLO的目标检测方式以及基于舷角约束的导引控制方法。在分析水面海雾等不确定条件基础上,设计相关滤波器并采用改进式YOLOv5算法对目标特征提取,并结合相机深度信息进行坐标转换实现对水面目标的检测定位;在导引规划中,改进传统比例导引为滑模变结构导引控制,实现高机动性目标舷角约束制导。控制系统设计上,采用TCP/IP结合ROS机制,打造了针对视觉信息处理的舷角约束末端制导系统。最终借助Autolabor无人系统平台完成了二维模拟实验验证,目标导引误差结果为1.54%,证明了该方法的有效性和可行性。     

航天器编队飞行构形保持与重构的继电型控制

研究小偏心参考轨道航天器编队飞行构形保持与重构控制的工程实现技术。首先给出相对运动状态转移矩阵,并推导出常推力控制情况下相对运动状态递推的解析表达式;进而给出脉冲推力、连续变推力和继电型推力三种发动机的推力模型和示意图。分别将等速度冲量的三种推力模型代入相对运动状态转移矩阵中,比较相同条件下相对运动控制作用效果的差异,理论推导结果表明:在一阶意义上,三种推力模型对相对运动控制作用等效,因而航天器编队构形保持与重构控制可以基于继电型推力模型来实现。