面向电容式微机电加速度计的接口噪声分析和数字闭环技术研究

优化电容检测接口并采用力反馈控制方案能够在不影响表头敏感结构的情况下,通过改变环路参数提高加速度计的信噪比,改善加速度计性能。基于一款阵列式差分电容的加速度计敏感结构,在等效电容模型的基础上,通过电容检测接口电路的搭建与输出信号的频谱分析,验证了单载波电容检测电路具有更出色的输出信噪比。后级采用STM32H743VIT6微处理器实现调幅信号的数字解调,经PI控制算法调节后作为反馈电压施加于可动极板,实现了加速度计的数字闭环控制。实测结果显示,闭环状态下加速度计的速度随机游走(VRW)为57μg/Hz1/2,与开环状态相当,而零偏稳定性则从开环状态的184μg改善至58μg,验证了单载波调制型电容检测接口和力反馈控制技术对提升加速度计静态性能的具体效果。

大气层外动能拦截器制导控制技术研究进展与展望

大气层外高速、大机动、多目标飞行器的拦截问题已成为当前空天防御体系构建面临的重大挑战和难点。首先,对近年来国外大气层外动能拦截器技术及飞行试验现状进行了梳理和总结;其次,对大气层外单一拦截器制导控制方法和多弹协同拦截制导控制方法的研究进展进行了综述;最后,对大气层外动能拦截器未来重点开展的关键技术进行了展望,以期为未来大气层外动能拦截器技术发展提供方向性参考和借鉴。

基于数据融合共享、多维赋能的质量数据工程管理

引言随着数字中国建设、数字新基建政策的推进以及装备质量管理数字化转型步伐的加快,依托数据工程建设推动质量精细化管控,成为数字研发背景下提升装备质量管控能力的关键手段。本文针对电子装备质量管控中存在质量数据标准不统一、数据管理手段不健全、数据分析利用不充分等问题,以“不断提升精细化质量管理水平”为导向,通过统筹质量数据收集管理机制的方法,实现数据源头聚能,通过监测、评价、建模,实现质量体系、质量管控、质量特性的多维赋能,通过知识共享中心,保障质量数据高效释能,促进质量数据的“统、融、建、管、用”,推动质量管理水平螺旋式提升。

低信息条件下的机载拦截武器目标分类轨迹预报方法研究

在三体博弈场景中,为了提升防御弹的拦截能力,需要对来袭目标的轨迹进行预报。受限于数据链的传输速率,目标信息的更新频率较低,基于卡尔曼滤波和轨迹拟合的弹道预报方法不再适用。为此,本文提出了一种在低信息支撑条件下的具备分类能力的目标轨迹预报方法。先根据载机对来袭目标的探测能力建立来袭目标的轨迹库,后使用轨迹库数据训练分类神经网络和轨迹预测神经网络;在线根据数据链传输的目标信息确定来袭目标类型,再通过最小二乘法解算来袭目标初始状态的最优估计,并实现轨迹预测。仿真试验表明本文提出的方法在低信息支撑条件下可以实现高精度的轨迹预报。

面向目标跟踪的多传感器数据融合研究综述

随着现代目标跟踪场景的日益复杂化,单一传感器探测系统已无法满足目标跟踪的实际需求,多传感器数据融合技术成为复杂场景下目标跟踪问题的重要解决方案。本文综述了多传感器数据融合中的数据关联和估计融合这两项关键过程的基本原理与研究现状,整理了神经网络、强化学习等人工智能技术在多传感器数据融合领域应用的相关研究,并对多传感器数据融合方法在目标跟踪领域的发展进行了展望。

软件定义系统技术研究综述

导弹武器装备当前呈现技术密集、任务型号多样、功能复杂化的发展趋势,面对其高速技术迭代的发展需求,传统上采用单型号独立研制的方式存在研制成本高、技术复用率低、结构紧耦合、系统交联复杂等缺点。为此,针对新兴的软件定义系统技术,分别从开放式软件定义系统架构、模型驱动的软件定义系统开发、软件定义系统应用服务管理框架、面向软件定义的载荷快速接入管理、软件定义弹性网络等分项关键技术开展综述研究,介绍相关技术发展情况及存在的不足,分析软件定义系统技术的发展方向,旨在为导弹武器装备研制相关技术难题的突破提供参考。

复合非浸没流场电解机械复合抛光工具设计及试验研究

目的为了提高电解机械复合抛光时电解液更新交换能力,提高电解机械复合抛光TB2钛合金的表面质量,探究流场对表面质量的影响。方法提出了复合非浸没流场电解机械复合抛光模式,电解液通过送液装置从抛光间隙侧向和内喷液阴极径向供给到抛光区域。设计了径向内喷液工具阴极,借助计算流体力学软件,模拟工具阴极出液口处流场分布,优选工具阴极出液口分布方案;设计溶解特性试验,通过表面形貌分析,优选NaCl^(-)乙二醇电解液浓度;提出通过设置抬刀距离控制黏性层厚度的方法,探究抬刀距离对抛光后表面质量的影响;通过表面形貌、粗糙度分析,探究复合非浸没流场流速对表面质量的影响。结果采用五行两列的出液口分布方案后,流场更加均匀;电解液选择1mol/L NaCl^(-)乙二醇溶液;侧向冲液流速对电解抛光黏性层影响很大,当侧向冲液入口流速为0.8 m/s时,电解预处理表面粗糙度Ra最低为0.158μm,表面质量不均匀;当设置抬刀距离为+100μm、侧向冲液电解机械复合加工时,获得最低表面粗糙度Ra为38nm的平滑表面,表面存在局部缺陷;在此基础上,进一步补充径向内喷液,在径向内喷液入口流速为0.1 m/s时,表面粗糙度Ra降到25.7 nm,表面质量更均匀。结论侧向冲液+径向内喷液的复合流场分布均匀,有助于获得高质量的TB2钛合金电解机械复合抛光表面。

基于梯度孔隙率的楔形鼻锥相变发汗冷却研究

为提高飞行器鼻锥驻点处的发汗冷却效率,提出了一个孔隙率呈梯度分布的楔形多孔鼻锥,在不同冷却剂注入率下,在亚声速条件下对相变发汗冷却进行了试验与数值研究。结果表明,梯度孔隙率的设置可以有效提高驻点处的冷却效率和多孔表面的整体温度均匀度。冷却剂注入率M=0.125%时,驻点处冷却效率提高了52.4%,整体冷却效率提高了31.7%。数值结果表明,梯度孔隙率通过使多孔内最大压力值从驻点后移来提高前缘处的冷却剂流量,改善冷却剂的流动分布,冷却剂注入率为M=0.150%时,驻点处冷却剂流量提高了76%。此外,冷却剂流出多孔结构后在外表面形成的气膜分布更为均匀。

铝合金深盲小孔管电极电解加工试验研究

针对瓶口阀铝合金阀体深盲小孔难加工问题,应用管电极电解加工方法解决该问题。为提高铝合金深盲小孔管电极电解加工稳定性,仿真分析了不同电极进给速度下加工间隙内电场、流场的分布规律;以6061铝合金为对象,使用内径为0.6 mm、外径为1.0 mm的管电极进行电解加工,研究了初始间隙、电极进给速度以及电极旋转对管电极电解加工的影响。仿真和试验结果表明,电极进给速度过大或过小,均不利于铝合金深盲小孔的稳定加工,电极进给速度大于1.4 mm/min时孔底易形成凸起,电极进给速度小于1.0 mm/min时孔底易形成凹坑;初始间隙取0.3 mm能获得质量更好的孔口形貌;电极旋转有利于产物和热量的排出,从而提高加工精度。采用最优参数加工得到了孔间距为2.46 mm、平均直径为1.28 mm的密集孔和平均直径为1.29 mm、深度为50 mm的深盲小孔。

基于高速摄像和激光吸收光谱的固体推进剂交变应变燃烧研究

针对固体推进剂燃烧特性容易受到机械应变的作用,设计开发了一套附带光学视窗的固体推进剂燃烧测量系统,并基于高速摄像以及激光吸收光谱方法,研究了机械应变对AP-HTPB固体推进剂燃速、CO_(2)浓度以及燃烧温度的影响.结果表明:对于静态应变条件,在-10%~10%的机械应变范围内,推进剂燃速、温度和CO_(2)浓度随应变量的增加而增加.其中,燃速变化范围为1.72~2.1 mm/s,推进剂燃烧温度变化范围为1490~1680 K,CO_(2)空间积分浓度变化范围为0.138~0.165 cm.对于交变应变条件,推进剂燃速变化呈现分阶段特征,即在燃烧前中期(0~1500 ms),平均燃速为1.926 ms左右,而在燃烧后半段(1500~2200 ms),测量燃速达到5 ms左右,造成该现象的原因可能是燃烧后期推进剂在交变应变的作用下发生了整体解体.另一方面,在燃烧前半段,推进剂燃烧温度和CO_(2)浓度呈现周期性变化,且变化频率与交变应变相同.

适用于地面装备的特种降温涂层研究与应用

[目的]为了有效降低太阳辐射引起的导弹温升,考察了一种针对地面装备的特种涂层的降温性能。[方法]通过基料与颜填料的筛选,确定以环氧树脂搭配固化剂作为基料,金红石型二氧化钛作为主要颜填料。对涂层方案及其作用机理进行分析后,确定了特种降温涂层的设计原则。对涂层建立了热传导模型,分析辐射来源,对地面装备进行了仿真分析。[结果]通过试样级试验验证了特种涂层的环境适应性与降温性能。[结论]该特种降温涂层解决了太阳辐射下地面装备内部升温较高的问题,为地面装备的应用打下了基础。

“星链”威胁启示下的新型空天防御技术研究

作为美军布局空天战场的关键支撑,“星链”系统通过渗透“侦、控、打、评、保”等作战环节,将可能颠覆现有作战模式并打破未来大国间的能力平衡。为此,首先介绍了“星链”系统的基本属性、发展现状与能力特点,其次根据俄乌冲突战例研究其未来作战应用模式,并在此基础上分析“星链”对未来空天局势的威胁,最后提出针对性的新型空天防御技术,为“星链”影响下的空天安全建设提供依据。

多弹集群协同优化决策算法研究

本文以集群对海作战为应用背景,为重点解决多弹多空间散布的时空构型及目标分配决策问题,建立了多弹典型协同场景下的导弹主动感知协同探测模型,设计了导弹协同探测与协同攻击的模型以及相应的算法。首先,建立了导弹三自由度和舰船二自由度模型、导弹飞行能力评估模型、导弹突防概率评估模型和导弹威胁度评估模型,使得对导弹执行探测和打击任务中能力的变化度量更加精确。其次,设计导弹在不完全信息条件下的主动感知协同探测模型和协同攻击模型,保证导弹协同作战的效益最大化,最大限度地打击敌方势力。再次,针对导弹协同打击目标分配和导弹编队构型问题,使用融合了遗传算法的粒子群(GAPSO)算法问题进行求解,并与传统的粒子群(PSO)算法进行了对比,实现了多方位考虑战场态势信息,对敌方目标进行探测攻击一体化打击。最后,对建立的作战模型进行仿真,得到算法仿真图和算法多次仿真的统计数据。相比其他算法,该算法具有一定的优越性,大幅提升了导弹的智能化对抗水平和突防打击能力。

复杂环境约束下的飞行航路规划研究

随着战场环境的日益复杂化,实时、精准的信息获取对于战场决策具有决定性影响。然而,传统的无人机侦察路径规划方法常受限于环境复杂性,难以快速且有效地适应动态变化的战场环境。本文提出了一种基于贝塞尔曲线二次优化的无人机侦察路径规划技术,利用贝塞尔曲线的灵活性和几何特性,结合二次优化算法,能够精确构建适应复杂环境的飞行路径。通过在实验室模拟战场环境中进行飞行实验,验证了该路径规划技术的执行效率和安全性。通过对比试验表明:该技术显著提高了无人机的侦察效率和准确性,有效支持了战场中的快速决策和行动,证明了其在实际应用中的可行性和效果。

基于Deformable DETR的红外图像目标检测方法研究

基于Transformer架构的DETR系列网络在计算机视觉目标检测领域不断刷新目标检测的精度与速度。然而,基于红外图像的非合作目标检测的应用环境复杂,而且红外图像质量较差。针对该问题,提出了一种新的以Deformable DETR算法为基线的具有高检测精度的目标检测算法:首先设计了对红外图像进行图像增强处理的图像增强模块CLAHE-GB,并将其与Deformable DETR进行有机结合;然后在大型通用数据集上进行预训练;最后引入数据增强和迁移学习方法在自制的空中飞行物小型红外图像数据集中对检测头网络参数进行再训练,并对结果进行分析。结果表明:所提出的算法对红外图像数据具有较好的图像增强效果和检测精度。

防空压制装备发展及作战体系研究

现代空中战场环境愈发呈现高复杂、高对抗的态势,防空压制作战之于制空权的重要性不言而喻。首先,梳理美俄两国先进防空系统中的装备构成,根据观察—判断—决策—行动环理论,对美军防空压制装备体系进行分解。其次,详细介绍世界各国的反辐射导弹、反辐射无人机、电子战飞机等先进防空压制武器装备,借鉴现代战争中防空压制作战案例,总结出典型的作战样式和战术策略。最后,针对防空压制武器装备所面临的技术难点和作战策略发展趋势,从武器平台研制、协同组网技术、体系化作战等方面提出发展建议。本文分析结果对我国防空压制作战体系建设具有一定借鉴意义。

作战仿真混合实验方案设计研究

作战仿真实验方案设计指的是基于基准的作战想定,利用各种实验设计方法对实验因子的取值进行抽样,形成一组实验方案,供后续仿真使用。作战仿真的复杂性包括实验因子数目众多,因子类型多样,既有连续数值类型,又有离散数值类型,这对高效的混合实验设计方法提出了迫切的需求。针对这些需求,对作战仿真混合实验方案设计技术展开了研究。对实验设计方法做了简单的分类和综述,给出了3种混合实验方案设计方法的流程及其优缺点分析;介绍了一个面向作战仿真的实验设计系统,包括软件架构设计、功能组成及实验设计流程;以一个作战想定为例,演示和分析了3种混合实验方案设计方法的具体应用。上述方法和工具将有效指导复杂作战仿真中具有离散和混合类型因子的实验设计问题,并在多个仿真项目得到了应用和验证。

分离线扩张比对超音速分离线摆动喷管流场影响规律的数值与试验研究

为进一步优化超音速分离线摆动喷管性能,通过数值计算分析了分离线处扩张比(ε)对超音速分离线摆动喷管流场的影响规律,并进行了试验验证。结果表明:相同ε下,随着摆动角度(θ)的增加,轴向推力系数(C_(fx))逐渐减小;ε取不同值时,相同θ下C_(fx)区别较大,在ε=1.68时C_(fx)达到最大值。相同ε下,随着θ的增加,偏转放大系数(K)先增加后减小,θ为1°~2°时,K值达到最大(K=2.5);不同ε下K区别较大,当ε≥1.46、θ为1°~8°时,K>1,ε=1.21时偏转效益受θ影响较大,K最小值小于1。数值仿真喷管羽流状态与地面试验一致,验证了仿真方法的有效性;分离线处压强由于模型误差存在一定偏差,摆动力矩由于分离线处压强的非均匀分布存在计算偏差。

面向无人飞行器发射控制的快速SSVEP脑机接口技术研究

提出一种面向无人飞行器发射控制的快速SSVEP脑机接口技术,构建了一套快速SSVEP脑机接口无人飞行器发射控制试验系统。依据无人飞行器发射控制流程,进行了虚拟现实模拟训练场景下视觉刺激界面优化设计;结合工程实际,提出了CCA融合固定阈值法的异步短时窗SSVEP解码方法;根据无人飞行器实际应用情况,提出同步短时窗SSVEP解码优化算法并进行验证。结果表明解码时间不大于1 s时平均解码正确率优于80%,在短窗长条件下有效提高了解码正确率,能够满足无人飞行器发射控制快速、精准、高正确率的要求,检验了脑机接口技术用于无人飞行器发射控制的工程应用可行性。

改进粒子群优化多拦截器目标分配方法研究

为提高多拦截器拦截对抗场景下的目标分配效能,对多拦截器目标分配算法展开研究。首先提出了目标分配问题的离散优化模型,其次设计了一种改进粒子群优化算法,引入变邻域搜索算法解决传统粒子群优化算法容易陷入局部收敛的问题,设计目标分配矩阵以及适应度函数模型解决带约束离散优化问题,同时避免了编解码算法造成的精度损失;再次设计局部跳出算法的启动准则,提高了算法的效率;最后仿真分析表明:改进粒子群优化算法相对传统算法分配效能可提高9.4%,且收敛结果与全局最优偏差不超过0.1%。