序降应力加速寿命试验(下)——优化设计篇

如何设计试验方案使试验评估结果更准确、试验代价更小,是序降应力加速寿命试验应用中面临的一个重要问题。以试验评估精度和试验代价共同需求为背景,建立一类新的基于加权系数的优化目标函数。为解决仿真优化设计过程中的计算量问题,在深入分析目标函数性质基础上,提出一种新的优化设计法——正交搜索法。与优化设计过程的全局搜索法不同,该方法能够逐次缩小目标函数值,快速逼近最优试验方案。最后通过仿真算例验证了新方法的正确性和高效性。     

机载红外搜索跟踪系统探测性能评测标定

针对机载红外搜索跟踪系统(Infrared Search and Track,IRST)理论与实际战场探测能力之间的较大差异,提出了IRST系统探测性能评定的方法。对机载红外探测系统探测性能指标进行理论分析,选取探测点源目标的噪声等效辐照度作用距离模型进行分析改进;探讨作用距离与探测概率之间的关系;根据IRST系统工作方式,推导出系统物理扫描概率和目标发现概率计算公式;分析目标发现概率与系统作用距离以及载机速度之间的关系;搭建双余度反馈IRST系统探测概率测试平台,制定实验评测步骤,提出一种对探测系统性能进行评估的方法,该方法简单可靠。仿真实验结果表明,满足一定的探测概率下,系统作用距离极限可达到60km;通过半实物仿真平台的测试,实验结果较好地验证了所建模型的合理性。     

一种钢管焊接结构焊接节点损伤识别的新方法

采用端部半刚性连接梁单元模型进行模拟焊接节点的损伤,并基于应变模态理论,提出了一种焊接节点损伤识别两步法。第一步,先整体测量结构的位移模态并推导出应变模态,然后采用改进后的目标函数,通过信赖域优化算法对损伤节点位置进行准确判定;第二步,采用提出的杆端应变模态变化比指标,实现焊接节点损伤程度的精确识别。经工程实例的数值仿真及试验分析,验证了该方法的有效性及优越性,为解决这类大型焊接结构焊接节点的损伤识别问题提供了新思路。     

基于混合高斯概率密度的加权打分方法

针对当前评比打分方法不能有效反映选手真实情况的问题,提出了一种基于混合高斯概率密度的加权打分方法。该方法的重点在于引入混合高斯分布来确定专家评分的权重。首先利用EM算法确定混合高斯分布模型参数,然后通过区间划分得到每个区间上的概率,再将专家打分映射到混合高斯概率密度函数区间上得到对应的权重,最后经加权求和得到选手的最终成绩。通过实例证明了该方法的合理性和公正性。     

子弹圆环内散布子母弹对圆目标的毁伤概率

为研究子弹圆环内均匀散布的情况子母弹对圆目标的毁伤概率,首先研究子弹散布范围覆盖圆目标的面积,然后用概率分析的方法推导出了子弹单圆环均匀散布下子母弹单发射及相关射击对圆目标的毁伤概率计算公式,并讨论了子弹多环均匀散布下子母弹毁伤概率的计算方法。算例表明子弹双圆环内均匀散布时,子母弹对圆目标的毁伤概率要略高于子弹单环对圆目标的毁伤概率。     

气浮箱型结构纵荡运动水动力系数解析研究

基于二维微幅波理论,采用特征函数展开和匹配渐进法建立了气浮箱型结构纵荡运动的解析解,将Matlab程序计算结果与MOSES数值模拟结果进行了对比分析,验证了程序的合理性;进而对不同吃水、不同水深下结构纵荡运动的附加质量系数和阻尼系数的幅频变化规律进行了研究。结果表明:由于未考虑结构内部气体的可压缩性,数值模拟结果大于程序计算结果,MOSES计算结果偏安全;在一定频率区段上,吃水的增加对结构附加质量系数和阻尼系数有显著影响;随着水深吃水比的增加,结构的附加质量系数和阻尼系数呈增大趋势,只有在圆频率为0.65~0.9 rad/s时呈减小趋势,而阻尼系数则呈增大趋势。     

某型转管航炮对空中目标射击命中概率分析

研究了影响航炮射击的误差因素,对误差的构成及其分布特性进行了分析。研究目标在命中平面上的投影面积,得出目标投影面积的计算方法,并进行了等效简化。在此基础上,计算航炮对空中目标射击的单发命中概率和连发数为k时的命中概率。利用MATLAB编写程序求解航炮射击命中概率,以某型六管航炮为例对其在不同射速条件下对目标的命中概率进行了数值计算,为航炮的作战使用提供参考。     

基于Vague集极值记分函数的装甲分队目标威胁评估

为了快速准确地对装甲分队作战单元面临的目标进行威胁度判断,提高信息化装甲分队作战辅助决策水平,建立了基于Vague集的极值记分函数评估模型,且构造了适合威胁评估的记分函数。实例分析表明,该模型可有效地完成目标威胁评估与排序,为分队火力优化控制提供重要数据支持。     

基于随机集理论的多目标跟踪方法

多目标跟踪问题通常包括目标信号的检测与目标状态的估计,同时还涉及到对探测范围内目标数量的确定。传统的跟踪方法将目标检测、状态估计与数量确定分别使用独立的模块或算法来处理。在这种模式下,每个模块仅考虑测量数据中与其功能直接相关的信息,模块之间没有信息的交互,因而很难得到全局最优的解。基于随机集理论的多目标跟踪方法将场景内的全部目标看作一个全局变量,目标状态与目标测量分别构成各自的随机有限集。从而多目标跟踪问题可以放在一个随机集模型下的贝叶斯滤波框架中研究。在每一个滤波周期内,通过对随机集的处理,实时地估计目标的数量、状态与类型,实现多目标的联合检测、跟踪与识别。     

高空风场条件风速概率分布与正态分布差异分析

在飞行器多学科优化设计中,高空风场是有重要影响的不确定性因素,需要准确获取其统计特性。高空风场条件风速的概率分布是特定的,为了便于将高空风场概率模型用于不确定性设计,减少计算量,提出了高空风场条件风速概率分布与正态分布差异的分析方法,给出了将高空风场条件风速概率分布简化为正态分布的适用条件。数值仿真结果表明:在纬度为24.3°N～42.2°N范围内,不同地区高空风场条件风速概率密度与正态分布概率密度的差异在海拔2～30 km范围内呈喇叭形分布,在海拔15 km附近,高空风场条件风速概率密度与正态分布概率密度最接近,高空风场条件风速的概率分布可近似假设为正态分布。综合以上工作,给出了在飞行器不确定性设计中考虑条件风速不确定性时,生成随机样本方法的选择建议。