几种机动目标运动模型的跟踪性能对比

机动目标跟踪是目标定位与跟踪领域研究的难点问题之一.在分析Singer模型、"当前"统计模型、速度估计自适应模型的基础上,对这三种模型及算法进行仿真,给出了上述三种模型跟踪机动目标的精度与实时性的比较结果.     

利用改进Elman神经网络预测舰船感应磁场

在舰船感应磁场的所有分量中,垂向感应磁场垂直分量很难依靠传统方法进行测量,测量精度也容易受到地磁模拟场均匀度的影响。为避免这一缺陷,提出了粒子群优化Elman神经网络的感应磁场预测方法。在硬件设施良好的磁场监测站测量不同地磁环境下的舰船感应磁场垂直分量、地磁场信号等信息,并建立数据库,利用粒子群优化Elman神经网络学习舰船垂向感应磁场垂直分量与这些磁场信号之间的非线性关系,进而对舰船在未知区域的垂向感应磁场垂直分量进行预测。仿真分析和实验室物理模型实验均验证了该方法的有效性。     

基于KF-BPNN融合算法的电池循环寿命预测方法

为了解决实际应用过程中电池循环寿命预测精度较低的问题,提出卡尔曼滤波-BP神经网络(KF-BPNN)融合算法对电池的循环寿命进行预测。该方法选用电池内阻作为循环寿命的评估参数,利用BPNN预测电池的内阻值,并将预测内阻值作为KF算法的观测值来修正卡尔曼滤波观测方程系数,从而提高循环寿命预测精度。实验结果表明：融合算法的预测精度有了明显提高。     

组合药型罩聚能装药对轻装甲侵彻仿真研究

为提高聚能射流对轻装甲的侵彻能力,提出圆筒形辅助药型罩装药结构,并对其开展优化设计。以影响射流成型的4个因素建立正交优化设计方案,运用非线性动力学仿真软件Autodyn,对射流成型及侵彻靶板过程进行数值模拟。结果表明：当所研究结构的圆筒罩高度h₁=40 mm,圆筒罩外径d=30 mm,半球罩与圆筒罩壁厚δ=1.4 mm,装药密度ρ=1.80 g/cm³,炸高Z=4D₁,射流的头部速度与有效长度较高,对间隔靶板的侵彻性能较好。研究结果可为新型聚能装药设计及应用提供技术支持。     

不同头型旋成体入水初期流场特性数值分析

采用重叠网格技术并引入Schnerr and Sauer空化模型,考虑旋成体入水过程发生空化现象,对不同头型旋成体从低速到高速的入水过程进行了数值模拟。研究表明：采用数值模拟所得到的入水空泡形态演化与速度变化和试验数据吻合良好。不同头型旋成体在相同入水初速下,形成的空泡尺寸与排水速度呈现相反的关系,旋成体入水空泡尺寸越大,则排水速度越小。当旋成体抵达同一入水深度时,平头旋成体空泡尺寸最大,圆头旋成体次之,尖锥头旋成体最小,旋成体的阻力系数不受低速到高速入水过程的影响。随着入水初速度增加旋成体速度衰减率变快,旋成体头部瞬间冲击压力峰值与峰值的幅值宽度随着入水速度增加而增大,相同头型旋成体在150 m/s速度下的冲击压力峰值约为50 m/s速度下的8～10倍,旋成体100 m/s速度下的冲击压力峰值约为50 m/s速度下的3～5倍,瞬间冲击压力峰值变化随着速度变化呈近似平方关系增加。     

爆炸式催泪弹爆炸过程及刺激剂扩散特性研究

为弥补实验测试的不足,利用有限元仿真方法,对分装结构装药的爆炸式催泪弹爆炸初期过程及刺激剂云团扩散速度、扩散直径、扩散高度等扩散特性进行了仿真研究,获得了催泪弹爆炸过程及刺激剂云团扩散的相关参数,并与实验结果进行了对比。结果表明：仿真结果与实验结果吻合较好,爆炸初期过程刺激的扩散形状和规律两者基本相同,刺激剂呈现两端伞状扩散,同时受空气阻力及湍流影响形成了回卷滚动。云团直径与云团高度均在3 ms附近时出现拐点,在10.2 ms后,曲线处于平缓上升趋势;在0.5至0.8 ms时间段内,刺激剂云团经历了加速阶段速度最大值,最大值区间为[1 304,1 562]m/s,也与实验测试结果较为吻合。     

新型弹性胶泥-液压浮动机的优化设计

为了减小转管炮发射时的后坐阻力,提高射击精度和稳定性,设计了一种新型弹性胶泥-液压浮动机。根据浮动机的弹性力、粘滞阻尼力以及液压阻尼力计算公式,建立了浮动机的动力学模型。利用粒子种群算法对该动力学模型进行寻优得到该浮动机的最优结构参数。基于此结构参数对浮动机动力学模型进行10连发仿真,结果表明,浮动机的动力学参数匹配合理,在连发射击时浮动稳定。与原弹簧-液压浮动机对比,能够有效地减小后坐阻力和后坐位移,后坐特性得到了改善。仿真结果验证了将弹性胶泥用于浮动机的可行性,为弹性胶泥在浮动机上的应用提供参考。     

烟幕扩散与遮蔽效能的动态仿真研究

为了研究烟幕动态扩散对遮蔽效能的持续性影响,采用烟幕扩散与遮蔽效能的动态仿真方法,通过引入ATSTEP模型和对传统高斯烟团叠加的方式构建了烟幕动态扩散模型,以Lambert-Beer定律为依据构建了对地和对空两个维度的动态遮蔽效能仿真模型。通过仿真数值及文献实测数据验证表明：烟幕动态扩散模型具有良好的适用性,烟幕动态遮蔽模型具有较高的准确性。实现了对烟幕有害浓度区域和指定地点处任意时刻有效遮蔽区域快速、精准的动态划分,并且可为可见光、红外、毫米波等烟幕的动态遮蔽区域划分和烟幕遮蔽效能评估提供参考。     

基于改进遗传蜂群算法的武器系统优化部署问题研究

针对重点保卫目标区域武器系统应对多目标的合理配置问题,建立了武器系统优化部署模型,对每个子目标函数进行加权分析,建立了获得最优方案数学模型,并针对该模型提出了基于改进遗传蜂群算法。该算法在基本人工蜂群算法的基础上,引入遗传算法中的交叉操作与变异操作,并结合改进的食物源自适应选择策略,使算法实现了探索与开发的平衡,能够做到初期全局寻优与后期快速收敛。运用Matlab软件编程,利用改进遗传蜂群算法获得了满足重点保卫目标实际情况的最优部署方案,与传统人工蜂群算法和传统遗传蜂群算法对比该算法具有更加优秀的收敛性和效率,可以更加迅速达到目标要求函数值。最终将算法得出的部署方案应用于指控仿真软件,直观展示了基于该算法进行武器系统部署的效果与性能。     

细长体高速风洞超大攻角支撑干扰数值分析

为改进试验技术、提高超大攻角下试验数据精准度,开展模型支撑干扰影响分析,针对细长体在高速风洞超大攻角试验中遇到的支撑干扰问题,采用数值模拟方法对侧撑和分段式支撑（尾撑/背撑）方案在亚、跨声速下的干扰进行了分析。数值模拟结果表明：整体而言,分段式支撑的干扰量较小,进行静态测力试验应尽量选用分段式支撑方案;侧支杆由于横穿流场,其引起的激波、膨胀波会显著改变模型的压力分布,在选用侧撑方案开展0°～180°连续动态试验时,需要开展流场干扰分析,并结合数值手段进行支撑干扰修正。