基于四阶龙格-库塔公式的火控系统瞄准角修正模型

目前我军装甲突击车辆火控系统的弹道解算模型采用了线性多项式拟合的方法,且应用弹道刚性原理忽略了炮目高低角对射击精度的影响,其射表没有编制大炮目高低角射击时瞄准角的修正量,导致在进行大炮目高低角射击时,首发命中率受到了一定的影响,客观上制约了其火力性能的发挥。对此,利用四阶龙格-库塔公式,建立了对含有炮目高低角的外弹道方程直接进行数值求解的数学模型,得到更为精确的瞄准角,并通过matlab编程计算出瞄准角偏差量,从根本上解决大射角射击时弹道刚性原理产生的误差。

基于四阶龙格—库塔算法的NURBS曲线插补

为了提高数控机床的精密加工能力,提出了基于四阶龙格—库塔算法的NURBS曲线插补方法。该方法通过使用四阶龙格—库塔算法求解NURBS曲线节点矢量,得到更高精度的NURBS曲线节点矢量增量,并采用后向差分法代替微分求导的复杂计算过程,提高NURBS曲线插补的稳定性,通过弓高和最大加速度约束插补步长的方法对NURBS曲线插补步长进行限制,减小插补误差对该插补算法的影响。NURBS曲线插补算法过程运用MATLAB软件进行仿真及数据分析处理,验证了该NURBS曲线插补方法的合理性和可行性。

基于EMobileNet的肝硬化图像分类网络研究

为了解决肝硬化病理图像分类准确率低的问题,基于复合卷积神经网络提出了一种更准确的对肝硬化病理图像分类的深度学习模型EMobileNet.EMobileNet是在EfficientNetV2网络的基础上,插入可分离自注意力模块MobileViTv2,并引入四阶龙格-库塔残差块调整MBViTconv模块间的连接方式.肝硬化病理图像数据集由华中科技大学同济医学院附属同济医院提供,实验采用十折交叉验证法对线阵和凸阵图像分别进行训练并分类.对所提出模型进行消融实验并与多种经典网络效果进行对比,结果显示EMobileNet模型在三分类任务上达到了97.89%的总体准确率,显著提高了检测性能,可以取得较高精度的肝硬化病理图像分类效果.

大跨度桥梁颤振后状态气动稳定性

为了能对大跨度桥梁颤振后主梁的运动形式给出合理解释,选取大振幅下流线型箱梁断面的4种典型非线性气动力工况,基于非线性气动力和非线性振动微分方程,应用四阶龙格-库塔算法,分析了大跨度桥梁主梁在大振幅条件下的气动稳定性.结果表明:大跨度桥梁主梁在颤振后的不同振幅和折算风速条件下可出现不同的运动形式;若气动力仅做负功或负功显著大于正功,主梁振动将收敛;若气动力仅做正功或正功显著大于负功,主梁振动将发散;若气动力做的正负功相当,主梁振动将由于结构阻尼缓慢收敛;若气动力正功与相同周期内结构消耗的能量相等,主梁将发生等幅振动;若不考虑气动力的非线性项,桥梁振动可能发散.

舰艇横摇进水过程姿态参数数值求解与实验研究

目前在进行破损舰艇进水过程姿态计算的理论和实验研究时,主要还是针对静水情况进行分析,而未考虑舰艇横摇运动下进水过程的姿态计算。基于此,首先以横摇运动的进水过程为研究对象,建立横摇运动微分方程组;然后,在对时间域进行离散化的基础上,使用"四阶龙格—库塔"公式建立数值求解算法;最后,对模型及求解算法进行船模实验验证。设计的实验包括3个不同的进水模式,船模实验结果表明了模型和算法的准确性。所建立的模型和算法可直接用于舰艇横摇运动的仿真,并能为横摇过程中的舰艇稳性计算提供支撑。

一种特殊摆的研究

为了解决交通运输和工业行业中移动重物的起重机动臂和支撑点不稳定的摆动幅度问题,采用一个悬挂点在水平面内做圆周运动的摆球系统模型来模拟这一问题的动力学过程。应用拉格朗日方程推导了摆球运动的微分方程,采用四阶龙格-库塔算法进行了数值求解,得到了给定悬挂点圆周运动半径、频率和摆长的条件下,摆球做稳定圆周运动的摆角,计算了摆球的稳定运动轨迹,并将计算结果与实验进行了对比,理论计算和实验结果精确吻合。研究内容在科研和工程技术领域有着广泛的应用,研究结果对起重机的机械吊臂设计有重要的参考价值。同时,文中所用到的理论建模、计算机编程、数值计算、实验设计等也可以作为一个非常好的教学案例,培养学生应用所学理论解决实际问题的能力。

蔡氏电路的仿真研究

本文简要介绍了蔡氏电路及其描述它的正规化状态方程，接着介绍了蔡氏电路的仿真算法-四阶龙格-库塔算法，并用MATLAB编程语言对该非线性微分方程组进行编程。仿真结果表明本文的算法简洁、通俗易懂，可以作为非线性电路教学的辅助工具。

基于ONERA模型的柔性叶片气弹稳定性研究

为了探究大型风力机柔性叶片在挥舞-摆振耦合作用下的气弹稳定性,文章基于ONERA非线性气动模型建立了包括二维翼型非线性气动升阻力方程及其挥舞-摆振耦合运动方程的气弹模型。利用该气弹模型计算得到NREL 5 MW风力机叶中段DU35-A17翼型在叶片变桨前后的挥舞、摆振变形量变化曲线,并与FAST计算结果进行比较,以验证气弹模型的准确性。结果表明:在额定工况时,叶片出现z轴正方向、y轴负方向的弯曲变形;风力机未变桨时,挥舞、摆振变形量会随风速增大而增大;叶片变桨后,挥舞、摆振变形量会比额定工况下的变形量有所减少。由于计算得到的挥舞、摆振变形量曲线是收敛的,故叶片是气弹稳定的。该气弹模型为评估大型风力机柔性叶片气弹稳定性提供了新方法,计算得到的挥舞摆振位移数据为优化风力机结构参数、提升叶片气弹稳定性提供了数据参考。

生理温度下蛋白质能量传递的孤子分析

以Davydov提出的蛋白质中能量传递的理论及庞小峰教授的改进理论为基础,采用四阶Runge-Kutta 数值分析方法,通过计算机模拟研究了在生理温度下孤子在蛋白质中的传递情况．研究表明,在生理温度下该孤子在Davydov理论中已不存在,而改进理论中的孤子能够稳定存在．从而自数值模拟角度证明了改进理论的可利用性．

基于反向扩展卡尔曼滤波的弹道外推算法

针对炮位侦察雷达现有的弹道外推算法中远点外推导致的炮位估计误差问题,提出了一种基于反向扩展卡尔曼滤波的弹道外推算法。该算法在传统弹道外推算法的基础上,建立包含弹道系数在内的七维状态向量滤波模型,将正向滤波的终点作为反向滤波的起点,实现反向扩展卡尔曼滤波,并从反向滤波的终点开始,利用四阶龙格-库塔方程向弹道起点进行外推。仿真实验结果表明,所提基于反向扩展卡尔曼滤波的弹道外推算法的外推精度相比原算法提高约50%。

基于XSim仿真平台的榴弹炮建模与弹道仿真

榴弹炮仿真是陆军装备仿真国产化的未来研究方向之一,针对如何建立榴弹炮的实体模型以及设计榴弹炮的弹道解算模型是仿真模拟系统研究中非常重要的一部分,通过组件化建模的方式设计榴弹炮的实体仿真模型,建立外弹道动力学微分方程组,基于四阶龙格-库塔方法求解射击诸元,并结合射表真值设计弹道解算模型,针对实际环境中扰动量过多的问题,将仿真的扰动量简化成高低向和方位向两个扰动变量,再有效逼近射表的公算偏差。构建具体作战场景,将构建的榴弹炮模型和火力范围在设计的场景下进行模拟仿真,去检验模型仿真的效果,结果表明,提出的榴弹炮模型和弹道模型在榴弹炮训练仿真方面表现出较高的性能。

大角度单摆运动的数值计算

利用Qbasic语言及标准四阶龙格-库塔方法，能够给出十分精确的大角度单摆周期值及其变化规律．

某特殊结构增压单向活门充气振动的建模与仿真

以一个特殊结构增压单向活门为例,通过详细的数学公式推导,对系统进行了数学建模。采用了四阶龙格-库塔算法,将数学模型转换为可仿真的离散模型,并利用MATLAB7.0对其进行了计算机仿真。希望能够找出增压单向活门充气振动问题的有效解决途径,以便对地面增压系统进行改进。

基于MATLAB悬臂梁扰度分析

文章采用四阶龙格-库塔(经典四阶RK公式)方法,利用MATLAB数学软件对梁关于垂直方向y扰度的微分方程进行近似计算分析,作出悬臂梁扰度图(z-y图),确定出悬臂梁中扰度最大位置在端点转z=2处,求出相对应的最大扰度近似解ymax1(2)=16.48cm。近似解与解析法得出的精确解相比较,两者基本吻合,说明MATLAB软件近似求解悬臂梁的扰度是可行的,为工程上悬臂梁结构设计提供了一定参考价值。