基于国产SOPC的多通道控制模块设计

针对某火炮对击发控制的高可靠性和准确性需求,设计了一种基于国产SOPC的多路信号采集和控制模块,应用于其击发控制。设计了以SOPC为核心控制器的信号采集和控制电路,其中SOPC微内核与内部FPGA之间为双向实时通信机制,硬件采用Verilog HDL对SOPC进行了逻辑设计和外设电路构架,实现了多信号采集和控制,利用内部微处理器完成与外部设备的通信和数据交互,依托仿真测试平台完成了SOPC的通信时序和功能验证,并利用示波器和上位机进行了测试。测试结果表明,从输入信号满足条件到输出相关信号的时延低至250μs,多次测试的时延误差不超过±10μs,而采用PLC控制器进行击发控制则需要3~8 ms,较好地满足了击发控制的准确性和可靠性要求。

基于变异系数法和改进TOPSIS法的空战威胁评估

目标威胁评估技术是智能战术援助决策系统的关键技术之一。针对当前空战目标威胁评估中存在的威胁评估指标具有耦合性,不同权重计算方法具有差异性,以及传统威胁排序方法逼近理想解排序法(TOPSIS)中存在方案区分度混淆等问题,设计了一种基于变异系数法和改进TOPSIS的空战威胁评估方法。对各个空战威胁评价指标进行相关性热力图分析,选择合适的威胁评估指标。建立主客观权重相结合的空战威胁评估模型,在客观方法选择上用变异系数法代替了熵权法,降低了模型对数据的要求。用Manhattan距离取代传统TOPSIS法中的欧式距离对威胁系数进行排序,将排序误差率减小了6%。算例仿真分析结果表明,该方法既考虑到决策者的主观偏好,又保证了决策的客观性,有效提升了空战威胁评估的精度。

基于定量反馈理论的火炮随动系统鲁棒控制研究

针对火炮随动系统由于参数摄动及非线性扰动等因素导致控制精度不高的现象,提出一种基于定量反馈理论(QFT)的火炮随动系统鲁棒控制策略。在建立带有不确定参数的火炮随动系统模型的基础上,以某火炮随动系统为例,利用回路整形法设计控制器,分析验证该控制器作用下系统稳定性、跟踪性及鲁棒性,并研究带有参数摄动、输出扰动等情况下系统的时域响应。研究结果表明,所设计的QFT鲁棒控制器能够满足火炮随动系统性能指标要求,有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能,证明了该方法的有效性。

一种求解火箭防空武器毁歼概率的简便方法

为了解决火箭防空武器对空中目标的毁伤能力计算问题,提出一种求解火箭防空武器毁歼概率的简便方法。在假设仅有火箭防空武器破片战斗部毁伤能力参数和射击精度参数的情况下,根据高炮预制破片弹对空中目标的毁伤机理,通过建立火箭弹破片对空中目标的毁伤能力模型,并把火箭弹破片杀伤弹幕尺寸转化为目标在高低和方位方向的附加尺寸,计算对目标的命中概率,建立火箭防空武器对空中目标的毁歼概率模型。以某火箭防空武器为例,计算该武器对空中目标的毁歼概率,验证该方法的可行性。

基于ARMA模型的水下爆炸冲击谱预测

针对舰船设备抗冲击设计冲击环境预测难的问题,提出了利用自回归滑动平均模型(ARMA模型)预测水下爆炸冲击响应谱的方法,并引入遗传算法优化ARMA模型阶数。理论介绍了舰船设备水下爆炸冲击谱模型及AR-MA模型。建模所需样本数据通过对有限元软件仿真输出的冲击响应信号进行去趋势化和平稳化处理获得,根据该样本数据的自相关函数和偏自相关函数统计特性分析,验证了ARMA建模的可行性。在此基础上,利用遗传算法优化后的ARMA模型,对水下爆炸冲击响应信号进行预测,并通过分析预测误差特性评估预测效果。研究结果表明,基于遗传算法优化的ARMA模型可以很好的预测水下爆炸冲击响应信号,从而为舰船设备抗冲击设计提供帮助。

纤维支气管镜肺泡灌洗联合美罗培南对重症肺部感染患者肺功能及血气指标的影响

探究在重症肺部感染患者中联合美罗培南及纤维支气管镜肺泡灌洗的作用。方法 回顾分析2022年1月至2024年2月因重症肺部感染进入保定市第一中心医院的89例患者,将单独使用美罗培南的44例患者归为单药组,在此基础上加以纤维支气管镜肺泡灌洗的45例患者为联合组。观察治疗10d后单药组及联合组疗效、炎症因子[超敏C反应蛋白(hs-CRP)、白细胞介素-β(IL-β)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)]肺功能[每分钟最大通气量(MMV)、用力肺活量(FVC)、最高呼气流量(PEF)]、血气指标[血氧饱和度(SaO2)、二氧化碳分压(PaCO2)、动脉氧分压(PaO2)]。结果 联合组疗效为97.78%高于单药组84.09%(x2=5.094,P=0.024);联合组IL-β、TNF-α及hs-CRP低于单药组(t=8.780、7.319、4.876,P<0.001);联合组FVC、PEF、MMV较单药组高(t=9.719、5.461、6.208,P<0.001);联合组SaO2、PaO2较单药组高,PaCO2比单药组低(t=5.913、5.601、4.638,P<0.001)。结论 对重症肺部感染患者使用美罗培南及纤维支气管镜肺泡灌洗可获得较理想效果,并抑制炎症因子,促使肺功能及血气指标优化,应用价值较高。

SWATH船运动中断分析和减横摇控制器设计

针对SWATH船实航时产生的水平筛动问题,研究由横荡、横摇和艏摇的耦合运动产生的船舶运动中断(MII),提出设计SWATH船稳定鳍减横摇控制器,减小MII。通过理论分析MII产生原因和SWATH船稳定鳍工作时产生减摇作用的力和力矩特性,验证利用稳定鳍减小SWATH船横摇运动,抑制MII的可行性。在保证SWATH船升沉和纵摇运动的基础上,设计稳定鳍减横摇控制器,减小SWATH船横摇。仿真结果表明,控制器使SWATH具有良好的纵向运动性能,有效减小了横摇运动,抑制MII。

防强电磁冲击的某舰炮武器EMC设计与测试

分析了电磁脉冲弹的作用机理,针对此类电磁辐射武器的强电磁冲击,在某大口径舰炮武器控制系统设计过程中,重点在提高系统抗干扰能力、破坏脉冲耦合途径、增加过载保护装置等几方面采取了防护措施,并经过强电磁冲击试验测试,证实了该大口径舰炮控制系统采取的防护措施是有效的。

基于改进型前馈控制的轻型高炮随动控制策略研究

针对轻型高炮连续射击过程中车体姿态快速变化造成的随动控制精度降低的问题,提出一种基于改进型前馈控制的轻型高炮随动系统控制策略。该策略基于传统的火炮前馈控制模型,利用ARMA模型对前馈补偿量进行预测,提前给定随动位置指令,加快响应速度,补偿由于时滞和车体姿态快速变化等因素造成的前馈控制效果不足,提高控制精度。仿真和试验结果表明,在不增加传感器的前提下,基于改进型前馈控制的火炮随动系统控制策略能够实现随动控制的快速稳定补偿,满足轻型高炮连发射击的精度要求。

水下爆炸冲击载荷作用下舵的动态特性

利用Arbitrary Lagrangian-Eulerian(ALE)有限元方法求解爆炸冲击过程中的流固耦合问题:采用ALE算法描述流体和炸药模型,采用Lagrangain方法描述舵结构模型,不同介质间的界面采用接触罚函数耦合算法。应用有限元软件ANSYS/LS-DYNA仿真模拟舵遭受TNT炸药爆炸冲击作用的全过程,得到舵的应力云图、位移云图,典型位置压力时间历程,加速度时间曲线等冲击响应。计算结果表明:利用A L E方法可以预估舵在水下爆炸冲击载荷作用下的损伤情况,为舵的抗冲击设计提供依据。

基于RBF神经网络自适应滑模控制技术的某舰炮装填机构控制研究

针对某舰炮装填机构工作过程中存在的非线性海浪干扰、参数时变等不确定问题,设计了一种RBF神经网络自适应滑模控制器。在建立其系统动力学模型的基础上,利用RBF神经网络的学习和自适应特性实现对海浪环境扰动量的预测,并通过Lyapunov分析法导出自适应律,证明了该方法的稳定性。采用新式饱和函数替换切换函数,可有效抑制趋近过程中的抖振产生。仿真结果表明,该控制策略的综合控制性能优于普通滑模和PID控制器的控制效果,使系统在海浪干扰条件下仍具有良好的稳态性能,同时具有较强的抗干扰能力和良好的位置跟踪能力。

基于MBSE的开放式舰炮武器装备研究

开放式舰炮武器装备是目前现代化舰炮武器装备发展的重要方向之一,以“全舰计算环境”(TSCE)为基础,构成软件密集型复杂武器系统。为满足复杂武器系统的开发要求,需要转变传统的系统工程实践,基于模型的系统工程(MBSE)以文档为中心转变为以模型为中心,能够实现系统的快速开发。提出基于MBSE的开放式舰炮武器装备进行研究,以SysML作为建模语言,从需求分析、功能分析和设计综合三方面进行建模,通过用例图、活动图、状态机图和序列图等视图反映出开放式舰炮武器装备的各种系统的组成、行为和状态。与传统文档开发的方式相比较,使用此方法能够输出与被开发系统一致的需求、结构视图模型并且输出的模型能够再次使用,有效地提高系统的设计效率,保证模型数据的可追溯性,为未来复杂武器装备的开发设计提供新的思路。

飞机拦阻索动态特性研究

为了分析飞机拦阻索在拦阻过程中复杂的动态特性,将拦阻索视为空间柔性钢索,液压吸能系统和缓冲系统经过线性拟合,作为传动索的约束条件,通过具有弹性和阻尼特性的梁单元加载在拦阻系统模型中,同时考虑了柔性钢索与刚性支撑体之间的接触碰撞作用,在有限元分析软件LS_DYNA中建立了拦阻系统的碰撞动力学模型,并进行了仿真研究。研究结果表明,飞机尾钩挂索后,在拦阻索与甲板滑轮之间存在连续震荡衰减的应力波,当来自于甲板滑轮的初次反射波到达钩索啮合点时,拦阻力达到极值。