兵工学报 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (8): 2594-2606.doi: 10.12382/bgxb.2023.0429
收稿日期:
2023-05-17
上线日期:
2023-10-16
通讯作者:
YUAN Hongwei, LI Haojie*(), DAI Keren, CHEN Hejuan, ZHANG He
Received:
2023-05-17
Online:
2023-10-16
摘要:
为了满足坦克炮弹药作战实时性的需求,开展引信快速准确接收武器平台传输的敌方距离、方位等信息的研究,对提高作战毁伤效能十分重要。针对引信在武器平台实际环境约束下能量和信息无法快速可靠接收的问题,建立引信共击发通道装定系统能量信息同步传输的数学模型,形成目标函数为通过优化系统设计参数使装定时间最小、约束条件为平台恶劣信道环境下能量信息可靠接收的优化模型,采用哈里斯鹰优化(Harris Hawk Optimization,HHO)算法求解装定系统设计参数的最优值。仿真结果表明,基于HHO算法的系统参数优化方法可以得到最优的系统设计参数,与参数未优化的系统对比,不同信道参数下,能量信息同步传输的时间平均减少了26.4%,信息的可靠接收比平均提高了40.4%,特别是在信道电容大于5nF的恶劣信道环境下仍能保证信息可靠接收,能量信息接收的快速性和可靠性都大幅提高,作战效能得到优化,通过实验室实验验证该方法的有效性。
中图分类号:
原红伟, 李豪杰, 戴可人, 陈荷娟, 张合. 基于哈里斯鹰优化算法的引信装定系统参数优化方法[J]. 兵工学报, 2024, 45(8): 2594-2606.
YUAN Hongwei, LI Haojie, DAI Keren, CHEN Hejuan, ZHANG He. Parameter Optimization Method of Fuzd Setting System Based on Harris Hawks Optimization Algorithm[J]. Acta Armamentarii, 2024, 45(8): 2594-2606.
参数 | 数值 |
---|---|
R2/Ω | 6300 |
R1/Ω | 20 |
C1/nF | 2 |
C2/μF | 200 |
Uh/V | 12 |
iu/mA | 40 |
il/mA | 0.5 |
i'l/mA | 4 |
fs/GHz | 10 |
te/ms | 100 |
tb/ms | 25 |
Ts/μs | 200 |
Nd | 100 |
α | 0.3 |
表1 系统参数设置表
Table 1 System parameter setting table
参数 | 数值 |
---|---|
R2/Ω | 6300 |
R1/Ω | 20 |
C1/nF | 2 |
C2/μF | 200 |
Uh/V | 12 |
iu/mA | 40 |
il/mA | 0.5 |
i'l/mA | 4 |
fs/GHz | 10 |
te/ms | 100 |
tb/ms | 25 |
Ts/μs | 200 |
Nd | 100 |
α | 0.3 |
参数 | 值 |
---|---|
/Ω | 300 |
/Ω | 30000 |
Ns | 30 |
fs/MHz | 10 |
α | 0.3 |
γ | 0.6 |
C1/nF | 2 |
R4/kΩ | 100 |
R1/Ω | 20 |
/ms | 100 |
Nd | 100 |
表2 tset计算仿真参数设置
Table 2 Parameter setting table for tset calculation simulation
参数 | 值 |
---|---|
/Ω | 300 |
/Ω | 30000 |
Ns | 30 |
fs/MHz | 10 |
α | 0.3 |
γ | 0.6 |
C1/nF | 2 |
R4/kΩ | 100 |
R1/Ω | 20 |
/ms | 100 |
Nd | 100 |
C1/nF | ts/ms | 信息可靠接收比 | ||
---|---|---|---|---|
优化前 | 优化后 | 优化前 | 优化后 | |
2 | 65 | 45.701 | 0.8370 | 0.6017 |
5 | 65 | 47.059 | 0.5950 | 0.6008 |
8 | 65 | 48.060 | 0.3520 | 0.6010 |
11 | 65 | 48.865 | 0.1083 | 0.6009 |
14 | 65 | 49.575 | 0 | 0.6016 |
表3 采用优化算法前后系统性能对比表
Table 3 System performances before and after using optimization algorithm
C1/nF | ts/ms | 信息可靠接收比 | ||
---|---|---|---|---|
优化前 | 优化后 | 优化前 | 优化后 | |
2 | 65 | 45.701 | 0.8370 | 0.6017 |
5 | 65 | 47.059 | 0.5950 | 0.6008 |
8 | 65 | 48.060 | 0.3520 | 0.6010 |
11 | 65 | 48.865 | 0.1083 | 0.6009 |
14 | 65 | 49.575 | 0 | 0.6016 |
电阻/ kΩ | 周期/μs | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
30 | 64 | 100 | 200 | 500 | 1000 | |
0.3 | 83.4 | 85.1 | 87.6 | 94.8 | 113.8 | 147.0 |
1.0 | 54.0 | 56.0 | 58.8 | 65.4 | 85.0 | 125.0 |
2.1 | 50.0 | 51.6 | 54.6 | 61.0 | 80.4 | 125.0 |
5.1 | 48.4 | 50.6 | 53.4 | 59.6 | 79.4 | 125.0 |
10.0 | 47.4 | 49.8 | 52.2 | 59.2 | 78.6 | 125.0 |
30.0 | 46.8 | 49.6 | 51.8 | 58.4 | 78.2 | 125.0 |
表4 不同信息周期、装定电阻下的装定时间
Table 4 Setting time under different information cycles and setting resistancesms
电阻/ kΩ | 周期/μs | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
30 | 64 | 100 | 200 | 500 | 1000 | |
0.3 | 83.4 | 85.1 | 87.6 | 94.8 | 113.8 | 147.0 |
1.0 | 54.0 | 56.0 | 58.8 | 65.4 | 85.0 | 125.0 |
2.1 | 50.0 | 51.6 | 54.6 | 61.0 | 80.4 | 125.0 |
5.1 | 48.4 | 50.6 | 53.4 | 59.6 | 79.4 | 125.0 |
10.0 | 47.4 | 49.8 | 52.2 | 59.2 | 78.6 | 125.0 |
30.0 | 46.8 | 49.6 | 51.8 | 58.4 | 78.2 | 125.0 |
电阻/ kΩ | 周期/μs | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
30 | 64 | 100 | 200 | 500 | 1000 | |
0.3 | 0.989 | 0.993 | 0.995 | 0.996 | 0.996 | 0.997 |
1.0 | 0.711 | 0.874 | 0.920 | 0.956 | 0.967 | 0.973 |
2.1 | 0.344 | 0.624 | 0.793 | 0.883 | 0.933 | 0.947 |
5.1 | 0 | 0.200 | 0.507 | 0.710 | 0.847 | 0.887 |
10.0 | 0 | 0 | 0.087 | 0.457 | 0.750 | 0.780 |
30.0 | 0 | 0 | 0 | 0.102 | 0.250 | 0.667 |
表5 不同信息周期、装定电阻下信息可靠接收比
Table 5 Reliable reception ratios of information under different information cycles and setting resistances
电阻/ kΩ | 周期/μs | |||||
---|---|---|---|---|---|---|
30 | 64 | 100 | 200 | 500 | 1000 | |
0.3 | 0.989 | 0.993 | 0.995 | 0.996 | 0.996 | 0.997 |
1.0 | 0.711 | 0.874 | 0.920 | 0.956 | 0.967 | 0.973 |
2.1 | 0.344 | 0.624 | 0.793 | 0.883 | 0.933 | 0.947 |
5.1 | 0 | 0.200 | 0.507 | 0.710 | 0.847 | 0.887 |
10.0 | 0 | 0 | 0.087 | 0.457 | 0.750 | 0.780 |
30.0 | 0 | 0 | 0 | 0.102 | 0.250 | 0.667 |
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