水空跨介质航行器发展需求及其关键技术

针对未来军事竞争与对抗呈现多介质空间的体系对抗,而现有航行器平台仍大多局限于单一介质空间运行环境的现状,突破传统航行器定式,提出具有多介质航行能力的水空跨介质航行器概念,介绍了研究背景和发展此类航行器的必要性,分析了规划和发展过程中的关键技术,并对今后的发展思路进行了展望。

一种基于鲁棒FCM算法的故障诊断方法

为提高传统FCM算法应用于故障诊断时的容噪能力,通过修正样本点权值,引出了一种替代欧氏距离范数的新距离函数,采用高斯核函数证明了该函数是一种距离尺度,分析了距离范数对噪声数据的表现,建立了基于该距离尺度的鲁棒FCM聚类算法并给出了算法步骤,IRIS数据和样本数日差异数据实验证明了提出的算法较传统算法具有更好的鲁棒性。最后将此算法用于机载武器系统的故障识别实验,结果表明,本文给出的方法较传统FCM方法在故障诊断中能有效克服数据特征影响,具有更高的诊断精度。

模型驱动的开放式结构悬挂物管理系统设计方法

开放式结构悬挂物管理系统是机载悬挂物管理系统的发展方向,可以将武器的设计与具体实现相分离,实现武器集成的松耦合。提出基于模型驱动的开放式结构悬挂物管理系统设计方法,采用UML设计平台无关模型,采用AADL设计平台相关模型,论述了基于UML Profile的UML模型到AADL模型的转换方法,最后,以一个设计实例描述了该方法的设计过程。结果表明:基于模型驱动的开发方法为开放式结构悬挂物管理系统的设计提供了有效的解决方案,实现了系统设计与平台实现的分离。

反后坐装置物理模型的研究

在内弹道物理模型的基础上，利用方向性量纲分析和相似与模化理论，揭示了反后坐装置在火炮射击过程中的物理现象，建立了其相似准则，考虑到其特点作了相应的准则放宽，推导出具有普遍意义的相似公式，达到了用较小模型模拟较大原型装置的目的，具有一定的经济意义。文末以某步枪为模型，某炮为原型，得到了数值分析与试验结果相吻合的结论，这表明相似性分析在火炮领域中占有重要的地位。

火炮多体动力学相似模型分析

本文给出了火炮发射运动的多刚体系统动力学模型，运用拉格朗日方法建立了动力学方程；应用相似理论建立了原型和模型的动力相似关系，通过数值计算。

变体技术在兵器设计上的应用

变体技术是将多种性能在同一平台上实现的最佳途径,变体飞行器是指在飞行中能够自主灵活地改变自身外形,获得最佳作战效能的飞行器。本文简要总结了变体飞行器的发展历程,然后分析了变体导弹相关技术,最后介绍了水空跨介质航行器及其运用变体技术情况。

火炮反后坐装置模糊相似性分析

在相似系统理论的基础上，识别了火炮反后坐装置要素，确定了相似元数值的大小，计算了反后坐装置系统相似度。结果表明：相似系统理论在火炮中的应用是一个值得注意的新领域。

内弹道性能模化的研究

以相似理论为基础,根据经典内弹道理论提出了完全模化的微分方程分析方法,推导出了模型实验的相似准则。针对枪炮射击中不同火药及药形的特点,讨论了相应的近似模化方法,得到了具有普遍意义的弹道相似公式。最后,通过实验验证了理论的正确性。

火炮动力学物理模型分析

本文运用相似与模化理论，建立了模型和原型炮内弹道、反后坐装置的相似准则，以火炮多体动力学模型为基础，确定了动力相似模型炮的物理模型，导出了火炮相似系统动力学参数的相互关系，通过数值计算、实弹试验验证了物理模型的正确性。

火炮系统相似性分析原理

相似学、相似系统论是近年发展起来的边缘学科，相似元、系统相似度等概念的引入使火炮系统全参数的物理模拟成为可能。该文阐述了系统与火炮的关系，讨论了不同类型及口径火炮系统间相似要素的识别，提出了火炮系统相似性分析一般原理，建立了相应的数学模型，给出了相似元、系统相似度的计算公式，进行了系统动态特性分析。结果表明。

反后坐装置相似性研究

借助方向性量纲分析,建立了反后坐装置的相似法则,推出了不变驻退液,通用性强的反后坐装置的相似关系。结果表明,相似性分析在火炮中占有重要的地位。

基于遗传粒子群优化的嵌入式系统软硬件划分算法

针对单处理器嵌入式系统软硬件划分问题,采用带权有向无环图进行建模,并将之约简,进而转换为多约束条件的0/1背包问题求解.由于基本粒子群优化算法无法求解0/1背包问题,故将遗传算法中的交叉、变异思想引入粒子群优化算法,提出了求解离散组合优化问题的遗传粒子群优化(GPSO)算法,采用两点交叉算子和非均匀变异算子对粒子的位置和速度更新方法进行了重新定义.实验结果表明,采用文中算法能有效地解决软硬件划分问题,具有良好的全局搜索能力,其寻优能力和执行时间优于遗传算法和模拟退火算法.

毫米波/红外多传感器融合跟踪算法研究

毫米波/红外(MMW/IR)传感器是各国发展多模复合制导技术的重点.针对平方根无迹卡尔曼滤波(SR-UKF)的估计算法存在线性化误差及粒子滤波中得到优化的重要性密度函数比较困难的问题,将平方根无迹卡尔曼滤波与粒子滤波相结合,提出一种序贯融合的平方根无迹卡尔曼粒子滤波(SR-UK-PF)算法.利用平方根无迹卡尔曼算法得到的状态更新矩阵和误差协方差矩阵,构造粒子滤波的重要性密度函数,这样重要性密度函数能够融入最新观测信息,进而更加符合真实状态的后验概率分布.为验证算法的有效性,以地空导弹中MMW/IR传感器复合制导为背景进行仿真研究与分析,结果表明,该算法克服了粒子滤波法难以得到优化重要性密度函数的缺陷,能有效提高多传感器系统状态估计的精度.

航行器小角度入水跳弹过程研究

为研究跨介质航行器小角度入水的跳弹现象,基于计算流体力学软件CFX构建数值计算模型,并验证了该模型的准确性和适用性。分别对跨介质航行器不同顶角、密度及设计的环形槽类截头外形的小角度入水跳弹过程进行仿真研究,并分析了整个跳弹过程及角加速度、角速度、位移的变化规律。研究结果表明:航行器的顶角角度和密度越小,其弹道越易向上发生弯曲,越容易发生入水跳弹现象,而浸水阶段角速度突变是由于航行器尾部与水面拍击造成的;环形槽类截头尖拱体航行器具有一定的抑制跳弹的作用,其环形槽的位置对入水跳弹过程影响较大,可根据任务需求对环形槽位置进行选择。

基于IMM-PF的分布式估计融合算法

针对基于扩展卡尔曼滤波的估计融合算法存在线性化误差,且受高斯噪声假设限制的问题,提出一种基于交互式多模型粒子滤波(IMM-PF)的分布式多传感器估计融合算法.各传感器节点采用IMM-PF算法,以便在非线性、非高斯条件下稳健地跟踪机动目标;融合中心则采用基于粒子滤波(PF)的分布式融合方法进行全局估计融合.该算法适用于非线性、非高斯条件下的多传感器状态估计.仿真结果表明,该算法能够提高多传感器系统状态估计的精度.

基于遗传粒子群的多传感器目标分配算法

针对空基平台多传感器的特点,分析了多传感器目标分配在空基平台信息融合系统中的重要意义以及当前分配算法存在的问题。提出了考虑目标优先等级和传感器协同能力的传感器目标分配的数学模型。针对目标分配的NP问题,建立了遗传粒子群算法模型,并进行了仿真。仿真结果表明,遗传粒子群算法能有效实现传感器资源对目标的分配,并且具有较高的稳定性和较快的收敛速度。

ARINC429总线的故障注入测试方法

传统的ARINC429总线测试仅针对输入的激励测试输出的响应,无法有效涵盖更多在异常状态下的测试环境。为扩大测试的覆盖性与主动性,采用故障注入的方法,分别对ARINC429总线物理层、电气层和协议层中典型的故障模式及注入实现方法进行了研究,实验结果验证了故障注入测试方法的有效性。

飞机/悬挂物电气接口标准发展方向探讨

飞机/悬挂物电气接口标准对飞机加挂新的武器具有重要意义。首先,介绍了Mil-Std-1760标准及其发展历程,讨论了1760标准存在的问题。其次,阐述了"即插即用"武器的主要内容,归纳了"即插即用"武器的研究方向。最后,分析了飞机/悬挂物电气接口标准发展对我国飞机/悬挂物互用性发展的启示。

基于超混沌映射和加法模运算的图像保密通信方案

提出了一种基于Clifford超混沌映射的图像加密方案,发送方利用Clifford映射快速地产生混沌序列,对图像在时域作加密预处理;然后通过简单的加法模运算对像素的灰度值进行替换与扩散,并且在每次迭代中采用不同的密钥。经通信双方同步之后,接收方即可解密出原始图像。实验结果表明本方案是可行的,并对系统密钥空间、密钥敏感性等密码学特性进行了分析。

航行器低速斜入水运动规律

针对介质跨越航行器控制困难的问题,提出一种空中控制水下非控的单一控制策略;为了分析航行器非控状态下斜入水运动的规律,构建了航行器低速入水动力学模型,并分别使用数值仿真方法和理论模型求解方法进行同一条件下的航行体入水运动仿真,通过对2种方法的仿真结果对比验证本文所构建航行体斜入水动力学模型的正确性。利用构建的入水动力学模型,分别对不同初始速度、角度、攻角条件下的入水过程进行了运动状态仿真并分析,得出了航行体在入水运动过程中的姿态位置变化规律。此入水规律将指导介质跨越航行器后续的水下航行、进而出水的一系列研究。