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作者:舒象兰; 孙荣光; 马鑫 单位:海军潜艇学院; 山东青岛266042
摘要:在海面目标的声纳探测优化的研究中,由于回波信号受随机界面的干扰影响,主动声纳探测海面目标比较困难。由于传统的解析方法求解回波的过程复杂,根据存在界面时声散射的Kirchhoff近似公式,建立了一种海面目标的声散射模型,导出了目标回波特性的预报公式,并仿真分析了入射波频率和掠射角变化对海面目标回波的影响。结果表明:海面附加回波对直达目标的镜反射波造成不同程度的干扰,合理调整声波掠射角有利于目标探测和特征识别,并对提高声纳探测海面目标的准确性提供了科学依据。
作者:李博; 武志东; 夏佩伦 单位:海军潜艇学院; 山东青岛266042
摘要:针对潜射鱼雷二次转角射击目标时参数解算模型的优化问题,为提高打击目标的准确性,采用几何分析法,首先,对鱼雷不同自导方式下二次转角射击目标时的射击原理进行了深入分析;依据鱼雷和目标的相遇运动过程,研究了鱼雷直航、声自导和尾流自导方式下二次转角射击目标时参数解算模型的通用化处理方法,建立了潜射鱼雷二次转角射击目标时参数解算模型的通式,并对通式的使用约束进行了仿真;最后,通过实例说明了鱼雷二次转角射击通式的使用方法,为打击目标的准确性提供了依据。
作者:余又红; 邬健; 贺星 单位:海军工程大学舰船动力工程军队重点实验室; 湖北武汉430033; 海军工程大学动力工程学院; 湖北武汉430033
摘要:针对考虑燃气轮机的高度非线性,由于综合电力推进船舶电力负荷变化范围大且频繁的特点,造成电力系统稳定性差。为满足综合电力推进系统对发电用燃气轮机的控制要求,提出了一种采用放气控制和带预估油量的PID燃油量控制相结合的控制方法;首先,在原有压气机防喘放气的基础上增加动力涡轮前放气控制,来保证燃气轮机突变负荷控制满足要求;再借鉴增量式PID结构,提出带预估燃油前馈的改进控制算法,以缩短稳定时间。并建立了船舶发电用三轴燃气轮机控制数学模型,利用MATLAB/SIUMLINK平台建立了仿真模型,并对发电用三轴燃气轮机进行仿真。结果表明,用改进控制方法,有效的减小了机组突变负荷时的瞬态调速率,提高了稳定性。
作者:王玉砚; 罗岱 单位:北京林业大学艺术设计学院; 北京100083
摘要:海战中的航拍是个动态移动的过程,为了得到全面的数据,需要在同一区域反复拍摄,航拍影像都是随机拍摄的,形成大量的角度、方向等重叠的海量影像。采用传统的模拟影像生成方法时,需要对影像进行特征筛选和最优角度的区分,需要进行大量的迭代计算,导致航拍影像虚拟生成不清晰的问题。为提高影像的清晰度,提出基于最优熵阈值与最大类间方差的海上作战中航拍影像虚拟生成算法。根据航拍影像的灰度阀值进行分割,引入最大类间方差方法,计算航拍影像最大灰度值和最小灰度值,获取目标像素和背景像素的类内中心,进行不同角度的准确分类,获取对应的聚类函数,利用最小高频系数对目标物体的细节进行准确描述,获取逼真的虚拟生成作战场景图像。实验结果表明,利用改进算法进行海上作战中航拍影像模拟作战场景生成,能够生成逼真的作战场景。
作者:李尚生; 付哲泉 单位:海军航空工程学院电子信息工程系; 山东烟台264001
摘要:在制导雷达目标识别优化的研究中,针对箔条干扰制导雷达的目标识别过程的问题,分析箔条干扰回波信号频域特征有助于制导重达实现对箔条干扰的识别。传统方法仅考虑箔条平动造成的频谱变化,忽略锥动对回波频谱的影响,不能真实反应箔条干扰回波信号特征。建立考虑箔条锥动的回波信号模型。模型综合考虑箔条丝平动与锥动对雷达回波信号频谱的影响,得到不同参数变化时,箔条云雷达回波信号频谱的变化规律,同时仿真舰船目标运动时霄达回波信号的频谱特征,结果表明舰船目标的雷达回波信号频谱展宽幅度要小于箔条云的频谱展宽幅度,研究结论有助于制导雷达实现基于频谱展宽特性的目标识别,提高制导雷达的目标识别能力,也可用于内场条件下建立更真实的箔条干扰环境,改善雷达抗干扰性能。
作者:刘陈; 刘以安; 薛松 单位:江南大学物联网工程学院; 江苏无锡214122; 中国舰船研究院; 北京100192
摘要:针对敌方多目标雷达,如何合理有效的分配干扰资源,取得最佳干扰效益的问题,建立干扰资源优化分配模型。考虑到实际作战环境下的约束条件和干扰需求,对于约束条件增多时,传统算法求解速度慢。因此,提出一种将模拟退火算法应用到遗传算法中,以提高遗传算法局部搜索性能,增强遗传算法进化能力的遗传模拟退火算法。在每次进化产生下一代种群个体需经过模拟退火算法改进,并在每次迭代结束之前进行降温操作保证遗传算法和模拟退火算法具有相同的收敛方向和速度。仿真结果表明,与模拟退火算法比较,该方法具有较好的搜索最优解速度和可靠性。上述方法提供的分配方案对提高雷达干扰智能决策系统有一定的作用。
作者:吴汉洲; 宋卫东; 徐敬青 单位:军械工程学院; 河北石家庄050003
摘要:弹道修正技术中,需对弹丸飞行状态实时预测落点,通过比较目标点与预测点形成修正控制指令,传统预测模型计算复杂、预测实时性差。提出了预测精度高、预测模型简单的基于摄动理论的落点预测方法。从数学角度上分析了采用摄动理论进行弹丸落点预测的理论依据,给出了偏导数的数值解法。针对某型弹道修正榴弹,分析了偏导数选取方法。仿真结果表明,选用一阶泰勒展开获得的偏导数用于落点预测精度较高;选用小步长计算获得的偏导数用于落点预测精度较高;弹丸飞行中,选用一次线性拟合插值调用偏导数用于落点预测精度较高,为弹丸落点精度预测优化提供了科学依据。
作者:傅磊; 王伟力; 姜颖资; 李永胜 单位:海军航空工程学院; 山东烟台264001
摘要:在爆破药罩优化设计中,中空环型药型罩能够实现对靶板的大口径切割,可用于串联战斗部前级装药,但实际应用中存在环型药型罩内壳体汇聚对后级战斗部造成侵彻毁伤,环形射流对间隔靶板的后续侵彻能力不足。为解决以上问题,设计一种环型-球缺组合药型罩作为新型前级聚能装药,利用LS-DYNA软件对组合药型罩的成型及侵彻双层间隔靶板过程进行数值仿真,分析对比不同起爆方式及曲率半径下组合药型罩的成型机理。仿真结果显示,环形起爆方式优于中心与环形组合起爆方式;曲率半径由大到小的中心球缺罩可依次形成长杆EFP、杆式侵彻体等毁伤元,高速杆式侵彻体对间隔靶板侵彻效果更好。上述组合式药型罩从结构上消除了原药型罩内壳汇聚形成的侵彻毁伤问题,并对周向的环型罩产生环形射流主要用来对目标外层壳体切开孔洞,中心的球缺罩产生高速杆式侵彻体起到增强对目标间隔结构的后续侵彻毁伤作用,结果为实现目标的多模毁伤效应研究提供了科学依据。
作者:郭佼瑞; 姚养无; 张延平; 刘海刚 单位:中北大学机电工程学院; 山西太原030051
摘要:在步枪自动射击精度优化中,为研究导气式步枪自动机射击时动态特性,分析自动机部件碰撞对步枪射击精度的影响。由于步枪射击中各部件的撞击,影响射击的准确性。提出运用UG、MATLAB和ADAMS多软件平台结合,在ADAMS中建立导气式步枪自动机的虚拟样机模型,进行了数值仿真分析,仿真数据和枪机试验数据比较相近,确定了模型仿真结果具有一定可信度。通过仿真结果研究了枪机框、枪机等部件的动力学特性,分析了自动机部件在后坐与复进过程对枪身的冲击碰撞和冲击碰撞对射击精度的影响,从而为优化自动机结构减小撞击提供了理论性参考,为提高射击精度提供了新的方向。
作者:朱传伟; 金钊; 赵峰民 单位:海军大莲舰艇学院; 辽宁大连116018
摘要:舰空导弹防空反导作战效能优化建模研究是保证舰空导弹顺利、高效完成防空反导作战任务的关键。上述优化模型的建立属于一个复杂的多阶段、多目标优化建模问题。传统作战模式由于舰空导弹可射击时间较短,通常只考虑一次抗击过程,在协同作战模式下更需要一种综合考虑多次射击的防空反导效能优化模型。提出将舰空导弹的每一次射击作为一个阶段,每次发射的导弹数量和发射单元的配置模式作为变量,空袭目标对舰艇的威胁程度、对空防御资源的占用程度作为调整权重,利用动态规划的相关理论知识建立多阶段多目标优化动态规划模型。通过算例分析表明,采用优化建模方法能够优选每次射击的舰空导弹的发射数量和配置模式,提高舰空导弹防空反导作战效能。
作者:胡京林; 谢文俊; 李俊涛; 张鹏 单位:空军工程大学航空航天工程学院; 陕西西安710038
摘要:研究无人机任务规划中的飞行航迹跟踪优化控制。为克服传统航迹规划算法仅使用航迹关键点难以满足无人机执行任务对航迹跟踪的要求,提出了一种用C^2样条算法融合的无人机三维航迹跟踪优化控制方法,解决了不同航段中无人机的可飞性、边界限制、过载限制等约束。首先针对巡航段航迹采用融合算法中的3D样条优化生成具有时效性的光滑航迹曲线。然后针对任务段航迹采用融合算法中的4D样条优化进一步生成能控制航迹关键点速度的航迹曲线,完成整条航迹的跟踪优化。仿真结果表明,关于C^2样条算法融合的无人机三维航迹优化方法能有效地优化出无人机的实际飞行轨迹,有助于无人机的航迹跟踪控制。能够满足任务规划中无人机对航迹跟踪优化控制的高精度要求,为任务执行提供良好航迹条件。
作者:张华松; 曾建江; 张奇; 童明波 单位:南京航空航天大学飞行器先进设计技术国防重点学科实验室; 江苏南京210016
摘要:液压能源系统振动引起的管路失效问题突出,严重威胁飞机液压系统的可靠性。为了深入研究液压系统振动特性的优化控制,考虑了频率相关摩擦模型的传递矩阵法计算流体管路的频率特性,同时采用面向对象的编程思想,在Visual Studio 2010/MFC软件开发平台上,自编基于流程图的飞机液压能源系统振动特性仿真软件(HCAD-1.0),为液压系统振动特性分析提供了方便、快捷的途径。对国内某型飞机液压能源系统振动特性进行仿真对比分析,结果验证了缓冲瓶和支管对压力脉动的优化控制作用,为液压能源系统振动特性优化控制提供了科学依据。
作者:刘卫华; 刘涛; 张浩 单位:海军航空工程学院科研部; 山东烟台264001; 海军航空工程学院飞行器工程系; 山东烟台264001; 海军92664部队; 山东青岛266400
摘要:在固定翼无人机的起飞控制系统优化中,为了提高无人机起飞的稳定性,提出了一种非线性模糊控制器,重点解决横侧向的滑跑纠偏控制问题。横侧向采用侧向偏差和侧向速度组合的PID控制结构,设计了模糊控制器,以解决跑道精准定位与消除侧偏角和侧偏距的矛盾,保证滑跑纠偏控制率的快速性和准确性。首先,建立了滑跑起飞横侧向控制模型和工作原理;其次,分运行模型、推理系统设计、规则库确定、程序流程设计四个部分设计了非线性模糊控制器;最后,采用Matlab对控制器的基本性能进行了仿真验证,并对比例因子对模糊控制器性能的影响进行分析。最后得出所设计的模糊控制器对无人机起飞横侧向控制系统具有良好的控制效果。
作者:李泰博; 孟云鹤 单位:国防科技大学航天科学与工程学院; 湖南长沙410073
摘要:在气浮式模拟平台的地面模拟卫星的位姿控制问题的研究中,为提高地面模拟卫星的位姿控制精度及收敛速度,解决超调和振荡等问题,通过对传统极限环形状的优化设计,提出了双极限环相对位姿控制算法。首先,建立了地面模拟卫星的位姿控制系统数学模型。然后,基于相平面最优控制,通过使相点收敛于原点将传统的极限环变为经过原点的双极限环,并提出了采用双极限环的相平面控制策略,对相点的运动路径进行了理论分析,证明了控制算法的收敛性,得到了双极限环控制算法可以有效提高控制精度、减小超调的结论。最后开展数值仿真工作,通过对比双极限环控制方法和相平面最优控制方法的控制性能,验证了改进方法的有效性。
作者:杜洁; 江驹 单位:南京航空航天大学自动化学院; 江苏南京210016
摘要:在对舰载机复飞操纵策略研究时,由于升降舵容易受到外部环境的影响,使得在复飞过程中升降舵参数发生较大的随机性突变,造成系统操纵精度差。采用传统的操纵策略方法,遇到突变时只通过加入约束条件来固定参数进行操纵,没有考虑加入的约束条件对复飞性能的影响,导致复飞的安全性差的问题,提出升降舵参数优化的复飞区优化操纵策略。将升降舵操纵通过复飞区优化准则进行参数化,使得舰载机在复飞机动过程中,满足复飞最短距离,在融合航母舰尾高度最高的性能指标,并限制迎角不超过失速迎角,进行待定参数值的计算,实现复飞区优化操纵策略。仿真结果证明,改进联合复飞区优化操纵策略明显地缩小了复飞边界区,大大提高了着舰和复飞的安全性。