智能算法优化XGBoost的聚能-爆破装药比冲量预测

为了探索聚能-爆破装药结构、爆破距离等参数与比冲量间的复杂关系,提出一种智能算法优化极端梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,XGBoost)的聚能-爆破装药比冲量预测模型.采用相关性分析方法,探寻聚能-爆破装药结构参数、爆破距离参数与比冲量之间的关联程度.使用具有数据并行处理能力和集成学习思想的XGBoost算法,挖掘结构参数、爆破距离参数与比冲量间的潜在非线性关系.基于粒子群算法(Particle Swarm Optimization,PSO)良好的全局搜索能力和蚁群算法(Ant Colony Optimization,ACO)优良的局部搜索能力,设计双智能算法优化XGBoost的融合预测模型PSO-ACO-XGBoost,提高聚能-爆破装药比冲量预测精度.PSO和ACO分别用于搜索XGBoost超参数解空间的全局最优解与局部最优解.实验结果表明,PSO-ACO-XGBoost模型相较于BP、XGBoost、PSO-BP、ACO-XGBoost等其它8种预测模型,在预测精度、拟合程度、速度和稳定性等方面具有最佳性能.

基于AGEP-DNN的水下聚能装药比冲量预测模型

聚能装药比冲量是表征水下爆炸中冲击波对目标破坏作用的重要参数。为实现水下聚能装药比冲量智能预测,提出一种自适应基因表达式编程(adaptive gene expression programming, AGEP)优化深度神经网络(deep neural network, DNN)的聚能装药比冲量预测模型(AGEP-DNN)。考虑装药结构与比冲量数值之间的复杂非线性关系,通过AUTODYN软件建立有限元模型,对水下爆炸过程进行仿真,采用经验公式验证仿真数据的有效性;基于仿真实验数据,设计AGEP算法优化DNN超参数,构建AGEP-DNN模型,对比冲量进行智能预测。实验结果显示,AGEP-DNN聚能装药比冲量预测模型在9种对比智能预测模型中具有最优的预测精度。

基于DACO-BP的水下聚能装药峰值超压预测

为提高水下聚能装药爆炸冲击波参数预测的准确性和稳定性,基于AUTODYN数值仿真软件获取的装药爆炸仿真数据,提出了动态自适应蚁群算法(dynamic adaptive ant colony algorithm,DACO)优化BP(back propagation)神经网络(DACO-BP)的水下聚能装药峰值超压预测模型。采用梅森旋转算法(mersennetwister,MT)对数据进行随机排序,提升模型对不同数据分布的泛化能力。设计信息素纯增长策略和挥发系数双曲线动态自适应调整策略,改善蚁群算法的全局寻优能力和收敛速度。将DACO算法获得的全局最优解映射到BP神经网络的权值和阈值,提高BP神经网络预测的精度和稳定性能。实验结果表明,动态自适应蚁群优化BP神经网络的水下聚能装药峰值超压预测模型具有良好的有效性、稳定性和可信性。

近自由液面聚能战斗部水下爆炸威力场

聚能战斗部反舰武器因其高效毁伤能力而受到重视,然而现阶段对其在近自由液面的威力场研究较少。为此,结合聚能战斗部对水下靶板毁伤试验结果,建立与之相对应的数值仿真模型,利用任意拉格朗日欧拉(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)算法模拟了金属射流形成和毁伤靶板全过程。同时,在验证模型算法有效性的基础上,通过系列工况设置,研究了小锥角聚能战斗部在近自由液面爆炸冲击波和射流特点。研究结果表明,近自由面聚能战斗部水下爆炸压力具有不对称性;自由液面对金属射流无明显影响,但受自由液面处反射的稀疏波影响,近自由液面冲击波压力下降,出现空化区域。

空空导弹目标截获概率研究

为提高中、末制导交接班时导引头对目标的截获能力,对空空导弹采用高精度惯性/卫星组合导航系统时导引头的指向误差及其对目标截获性能的影响进行了研究。首先,对中、末制导交接班时雷达导引头的速度截获概率进行了分析;其次,分别建立了雷达测量误差、初始对准误差和惯性元器件误差与导弹位置、姿态测量误差和目标位置测量误差的关系,并得到了其误差影响的方差表达式;然后,对比分析了导弹位置、姿态测量误差和目标位置测量误差造成的导引头指向误差随导弹发射距离的变化;最后,通过蒙特卡罗仿真分析了捷联惯性导航系统和惯性/卫星组合导航系统对导引头截获概率的影响。结果表明:对于远程空空导弹,导弹位置测量误差是影响导引头截获概率最重要的因素;采用惯性/卫星组合导航系统可以减小导弹的位置测量误差,并将导引头截获概率的95%置信区间由(0.715 6,0.811 0)提高到(0.880 2,0.943 1)。

惯性/卫星制导炸弹鲁棒制导律设计

针对"惯性/卫星"制导炸弹特点和技战术要求,设计了一种带落角约束的满足L2增益指标的鲁棒制导律。制导律以控制视线角稳定为目标,选取状态变量简单,不要求炸弹速度可控,避免了求解复杂的Hamilton-Jacob i不等式,求解过程简便,便于工程应用。最后选取两种恶劣投弹环境进行了六自由度仿真,仿真结果表明:制导律对外界干扰和模型不确定性有很强的鲁棒性,并且能够很好地约束弹着角,同时较大地提高了投弹攻击区范围。

悬浮式深弹反鱼雷武器仿真试验系统设计

针对某型悬浮式深弹反鱼雷武器系统设计定型试验的需求,依据其设备组成和作战流程,从系统功能模拟的角度,基于模块化设计思想开发了一种仿真试验系统,详细介绍了该仿真试验系统7个模块的主要功能及系统工作流程;应用实例表明:该仿真系统可实现不同态势、不同环境下悬浮式深弹反鱼雷武器系统对不同类型来袭鱼雷作战过程的仿真试验,解决了拦截概率指标考核需要大量样本的难题。

基于模糊理论及蚁群算法打击任务量化

分析了巡航导弹的火力运用流程,并建立了巡航导弹火力运用的优化模型.用模糊综合评判对优化指标进行了量化,并根据蚁群算法进行了优化求解.

水面舰艇防御鱼雷作战生存概率的影响规律研究

为解决水面舰艇防御鱼雷作战生存概率的估计问题,基于"悬浮式深弹拦截鱼雷作战数字仿真系统",提出了深弹拦截和向雷转向机动规避鱼雷相结合、深弹拦截和高速直航机动规避鱼雷相结合的防御模式,建立了舰艇生存概率的数学模型,对模型进行了仿真计算。分别绘制了深弹拦截与向雷转向规避结合模式下舰艇生存概率等高线图和雷达分区图和拦截与高速直航规避并行模式下舰艇生存概率的等高线图和雷达分区图,分析了舰艇生存概率的影响因素,给出了舰艇防御鱼雷攻击时两种不同防御模式的具体使用建议。

无人水下发射试验设施方案设计构想

为考核水下发射技术并有效规避水下发射航行器的试验风险,发展无人水下发射试验设施已成为开展水下发射技术研究的重要技术途径。文中在借鉴国外试验设施设计思路的基础上,根据任务需求提出了锚泊式、桩腿自升式和沉箱式3种海上无人水下发射试验设施方案设计构想,分别简述了系统组成和功能、系统工作原理以及工作过程。3种方案均基于真实的海洋环境条件,较为逼真地模拟了真实的水下发射平台发射条件;采用无人值守方式以保证方案的安全性;并借鉴船舶、潜艇和海上平台设计等成熟技术增加了试验设施设计方案的可行性。最后从技术难点、组织实施和逼真程度等方面对3种方案进行了比较分析。分析结果可知,从海洋环境要素、组织实施、维护保养及技术实现难度等方面来看, 3种方案均可满足航行器水下发射和测试需求,其中锚泊式发射平台方案最具优势。

水下气动发射装置振动信号的时频分析

为研究某型水下气动发射装置的振动特性,对发射管的径向加速度信号进行了短时Fourier变换分析,结合内弹道过程发现:发射管的径向加速度振动信号主要由两个时频区组成。时频区1为发射管充压、密封片剪断和弹药刚开始运动的内弹道阶段,该部分信号主振频率在1 400 Hz附近,高频成分一直延伸至约5 000 Hz,信号持续时间约0.038 s。时频区2为弹药已出管、发射管泄压阶段,该部分信号持续时间为0.016 s,主振频率在1 100 Hz附近。对加速度信号进行小波包能量谱分析,结果表明:时频区1信号能量占发射过程总能量的79%,时频区2能量占总能量的10%。因此,时频区1振动为整个发射振动信号的主要成分。

悬浮式航空自导深弹水下攻潜作战效能分析

为有效提高攻潜效能,文中采用首先悬浮于水面附近探测潜艇,待发现目标后再下沉攻击的悬浮式航空深弹工作方式来提升航空自导深弹的命中概率。通过分析悬浮式航空自导深弹工作流程,建立命中概率模型,给出其深度运动规律和命中潜艇目标的条件。利用蒙特卡洛方法,分析其影响命中概率的主要因素,给出其使用场景和悬浮时间参数设定的一般原则。

高精度弹丸质偏心测试系统及其误差分析

弹丸质偏心是弹丸性能的重要设计参数,它们的准确测量对于提高产品质量、提高发射准确性是必不可少的。为了提高其测量精度和效率,详细介绍了基于三点法的弹丸质偏心测量原理、计算公式和测量设备,分析了测量误差产生的因素,提出了一座多测试平台和自动调平以及弹体自动旋转90°的设计思想。实验结果表明:这些方法极大地提高了系统的测量精度和试验效率,能够满足弹丸高精度质偏心测量的指标要求。该设备测量范围广、制造成本低,具有广泛的应用开发前景。

某新型导弹发控设备检修信号源设计

介绍一种基于CPLD和DDS技术,实现了某新型导弹发控设备检修所需信号源,它可以产生输出频率、幅值、相位可调的正弦波以及伪随机信号,解决了装备检修时无信号源的难题。信号源系统稳定可靠、精度高、具有良好的可扩展性。

固体火箭发动机装药缺陷失效判定研究的发展和展望

阐述了近年来固体火箭发动机装药缺陷失效判定研究的一些进展,目前世界各国还未发现统一而完善的缺陷失效判定方法。根据最近相关领域新技术的出现与军事斗争的需要,展望了这一研究领域未来的发展趋势。

“爱国者PAC-3”型导弹主发动机装药药型反设计

对"爱国者PAC 3"型低空拦截导弹主发动机的装药药型进行了反设计,分析计算了开槽管形装药药型的优点。比较3种典型的开槽管形药型的压强 时间曲线,发现采用5槽大槽深非通透药型具有较好的综合性能,证明了"爱国者PAC 3"主发动机采用这一药型的原因所在。

基于ANSYS/LS-DYNA的弹体侵彻钢板研究

弹体结构强度和引信强度的设计是弹体对硬目标的侵彻实验中需要研究的一个重要课题,然而通过侵彻的原型试验来进行设计耗费巨大;针对这个问题,在理论分析的基础上,采用ANSYS/LS-DYNA有限元软件对侵彻过程进行模拟仿真,通过与实弹测试结果对比可知:仿真模型所得速度时间历程结果中的速度参数值与实弹测试时的遥测结果相近,而作为侵彻过程的重要的被测参数:加速度——时间曲线来说模拟所得加速度值与实测加速度信号值也相吻合,从而实现了可以在低成本的基础上为弹体的结构强度和引信强度的设计等提供设计依据。

蒙特卡洛模拟法计算航空自导深弹命中概率

为计算航空自导深弹命中概率,在自导深弹纵平面内空中弹道和不同导引控制规律下水下弹道数学模型的基础上,建立了单枚深弹与连投方式下自导深弹的命中目标的判定数学模型,利用蒙特卡洛法通过Matlab/Simulink软件对单枚自导深弹的命中概率和连投工作方式下自导深弹的命中概率进行了计算,仿真结果表明:与传统无自导功能的深弹相比较,单枚自导深弹对浅水区的目标命中概率提高较为显著,连投攻击方式下自导深弹对深水区的目标仍能保持较大的命中概率。

悬浮式深弹武器系统对鱼雷拦截能力试验方案设计

武器装备作战能力考核是装备定型的重要内容。文章针对悬浮式深弹武器系统对鱼雷拦截能力的考核要求,提出武器实际发射与模拟发射相结合的试验模式,在阐述试验航路设计思路的基础上,给出具体的试验方案,主要包括辅助定位浮标布设区域的确定、深弹落点拍摄方案及试验数据处理方法的选取等。通过试验实现了对该系统布阵能力、完整作战流程的考核,可以对该系统鱼雷拦截能力给出客观评价,成功解决了试验子样数不足、武器弹药不充分的难题。经实航试验验证,文章所述试验方案设计思路、落点拍摄及数据处理方法等具有一定的可操性及实用性。

悬浮式深弹的被动测距技术

通过测量线谱信号相位变化率来测量目标距离变化率,说明其原理并推导出相应的结果,根据对有关试验结果的分析表明,该方法简单易行,适合于浅水海域中悬浮式深弹测距使用,从而为深水炸弹反鱼雷提供了相关技术支持.