针对武装直升机与空地导弹的机-弹相容性问题，提出一种综合多因素的系统分析方法。从直升机旋翼下洗气流对初始弹道的影响、直升机飞行速度对初始弹道的影响、导弹发射过程中导弹弹道与直升机的相对位置关系、发动机喷流对直升机的影响等多角度，综合分析各种因素对载机和空地导弹的影响。该方法完善了直升机载空地导弹与载机相容性分析体系，可为直升机载空地导弹的机-弹相容性设计、攻击条件选择等提供技术支持。结果表明，直升机攻击时更高的飞行速度、合理的初始弹道设计以及减少发动机喷流可以提升武装直升机与空地导弹的相容性，仿真和实测数据结果验证了系统分析方法的有效性。

无级变速传动是车辆传动系统的重要组成部分。结合非圆齿轮传动特性，提出一种新型多分支非圆齿轮无级变速机构，采用非圆齿轮副、差速机构与传动选择机构的组合实现无级变速传动，且最终传动比取决于两对非圆齿轮副之间的相位角。分析多分支非圆齿轮无级变速机构的传动原理，针对单对非圆齿轮副，分别进行节曲线、齿廓和平衡特性设计，并基于仿真加工得到非圆齿轮齿廓与三维实体模型。通过ADAMS软件仿真和传动实验，将该机构整体传动比特性理论结果分别与仿真和实验结果进行对比，机构整体传动比仿真和实验结果与理论值的最大误差分别约为4.5%和5.6%；通过非圆齿轮加工与传动实验，对其传动比特性进行理论、仿真和实验对比，齿轮副传动比仿真和实验结果与理论值的最大误差分别约为3.5%和6.3%. 考虑加工误差、装配误差与测量误差等影响，仿真和传动实验的误差均在合理误差范围内，验证了理论分析方法的正确性。

针对车辆底部爆炸冲击下载员下肢因地板冲击发生严重损伤的问题，结合柔性地板结构和防雷脚垫结构，设计了车辆载员下肢保护装置。采用整车爆炸仿真对下肢保护装置防护性能进行分析，研究设计参数对防护性能的影响，确定较优的设计；对较优的下肢保护装置进行静刚度分析，确定其能够提供足够的日常支撑力。对下肢保护装置的设计进行多目标优化，获取该优化问题的一个最优设计方案；通过整车爆炸仿真和试验验证设计方案。结果表明，该方案能够有效降低载员下肢所受冲击，显著提高乘员下肢的防护能力。

非线性宇称时间对称无线电能传输原理应用于引信无线装定领域，可提高装定系统灵活性和适应范围，但需解决收发端间信息双向传输问题。基于互感耦合理论建立装定系统微分方程，求解出收发端回路电压和电流瞬态响应特性与各传输参数间的理论关系。提出一种非归零调幅的能量与信息同步传输方法，能量不间断传输的同时可有效缩短回路起振、停振过程；信息反向传输采用接收端瞬间失谐诱导发送端谐振频率跳跃实现，失谐时间短，对能量传输负面影响小。基于该理论制作的原理样机，正向信息传输速率20 kbit/s，反向传输速率12.8 kbit/s，实验结果验证了所建模型的正确性和信息双向传输方法的可行性。

为提升旋转稳定弹的射击精度，将微型扰流片应用于旋转稳定弹，可以为弹丸提供侧向升力、改变弹体姿态，继而达到改变飞行轨迹的目的。通过数值模拟方法计算扰流片轴向力系数、法向力系数和静力矩系数，分析扰流片气动系数随外形参数和马赫数的变化规律，以及外形参数和马赫数对平衡攻角的影响；以扰流片主要外形参数为设计变量，以弹道修正量和终点存速为目标，考虑攻角、修正能力、扰流片尺寸等约束，建立多目标优化设计模型，并采用遗传算法获得全局最优解。结果表明：采用扰流片对弹丸进行姿态调整、弹道修正的方法可行有效；在亚跨声速段扰流片外形参数存在升阻比最优解，在超声速下升阻比随马赫数增加呈下降趋势。

针对高膛压火炮发射时张开式尾翼座的膛内间隙影响因素及变化规律，基于有限元分析软件LS-DYNA对弹尾采用共用尾翼结构的典型增程类弹药膛内过程开展数值模拟。获得弹丸膛内每时刻的动力学响应，其中出炮口速度、转速与试验数据吻合较好。分析了共同尾翼结构中发动机壳体在不同屈服强度和预紧力加载下膛内发动机支座、壳体与战斗部底座的轴向压缩量及各尾翼片与底座的间隙变化。结果表明：膛内发动机支座、壳体与战斗部底座的轴向压缩量在膛内先增大、后减小，与膛压-时间曲线趋势一致；发动机壳体轴向压缩量对间隙影响最大，在总压缩量中占比达78.2%；发动机壳体屈服强度降低至800 MPa时，共用尾翼结构弹性变形引起的总压缩量已超过尾翼与战斗部底座间隙，导致尾翼片磕碰底座；螺钉预紧力异常加载下各尾翼片与底座的间隙在膛内不再同步，间隙相差最大达初始间隙的17.3%，因此各尾翼片与底座磕碰时产生深浅不一的痕迹。该研究成果可为采用共用尾翼结构的增程类弹药在膛内结构强度故障预防及分析提供参考。

采用数值计算与试验研究相结合方法，分析某9 mm手枪膛口射流噪声场特性。基于计算流体力学与计算气动声学两步法，结合动网格技术，对含有运动弹头的手枪膛口燃气流场进行数值计算，即先采用大涡模拟方法计算膛口流场，得到声源积分面上的流体信息，再通过求解Ffowcs Williams和Hawkings声波动方程得到声源信息以及各个声监测点的声压信号，最终得到瞬态声场。为验证数值模型的可行性，将手枪试验结果与数值计算结果进行对比分析。结果表明：数值模型考虑弹头运动可以使计算结果更具准确性；数值计算所得各测点值与试验结果之间的误差均小于5%，证明了数值模型的正确性与可用性；研究结果对装有消声器的膛口噪声预测及膛口消声器的设计具有较好的参考价值。

为分析压缩空气弹射系统内弹道特性，以压缩空气弹射装置为研究对象建立弹射过程内弹道数学模型。通过数值计算，分析发射阀全开时间、发射阀最大流通面积和低压室初始容积对内弹道特性的影响规律。结果表明：发射阀全开时间越短，弹射总时间越短，弹体出筒初始速度越高，弹体过载也越大；在一定范围内，随着发射阀最大流通面积增大，弹射总时间变短，弹体初速度增高，弹体过载变化越平缓，但发射阀最大流通面积对弹体最大过载影响较弱；低压室初始容积对弹射行程和弹体出筒初始速度影响较弱，对弹射初期弹体过载影响较大。

针对满足多约束条件的拦截弹中制导弹道在线快速规划问题，提出一种基于虚拟域动态逆的在线弹道规划算法。引入虚拟因子，将离散状态变量从时间域转入虚拟域中，并基于动态逆思想，利用虚拟弧长求得边界条件的高阶导数，提高计算效率；构建过程约束的惩罚函数，结合性能指标进行规划，使弹道能够满足时间域上的多约束条件。结合该算法提出目标信息更新后的在线重新规划策略。仿真结果表明，基于虚拟域动态逆的在线弹道规划算法虽然计算精度较弱，但是能够快速生成满足多约束条件的参考弹道，具有很好的实时性与鲁棒性，适用于求解弹道在线快速规划问题。

针对临近空间高超声速滑翔飞行器机动性强、单跟踪模型稳定匹配困难等问题，在分析目标受力情况与机动特性基础上，充分考虑运动学建模适应性强和动力学建模匹配程度高的特点，提出一种运动学模型与动力学模型相结合的自适应多通道交互式多模型跟踪算法。该算法以运动学模型和动力学模型为模型集，利用似然函数值对转移概率矩阵进行实时调整，增强匹配模型在滤波中的比重，利用残差边缘分布描述滤波模型在x轴、y轴和z轴3个不同维度与目标运动的匹配程度，实现了似然函数和模型概率的一一对应。仿真实验结果表明，新算法在跟踪典型控制律下的高超声速滑翔飞行器时具有良好的适应性，在目标发生机动时误差起伏较小、稳定跟踪精度高。

某型号导弹导引头在环境试验过程中，其成像主镜在常温时总能够正常抓取目标，但是在低温下却经常出现丢失目标的现象，成像主镜失效的原因是自身面型发生了微小变形。为在后续大批量生产中规避成像主镜在低温下面型变化的问题，有必要对变形产生的原因进行准确定位。以成像主镜低温失效问题为研究对象，建立包含螺钉预紧、低温变形的有限元分析软件ANSYS仿真模型，将产品低温环境试验过程在有限元软件中复现，以此来分析成像主镜失效的具体原因。仿真结果表明：装配工人预紧螺钉对主镜的影响远小于主镜自身受到罩壳螺钉限制而在低温下产生的不均匀变形；成像主镜从装配到低温失效的整个过程，为后续解决成像主镜低温变形问题提供了充足的理论依据，也为后续大批量生产排除了装配方面的顾虑。

在隧道掘进过程中采用水封爆破时，水介质长度对爆破效果具有重要影响。为得到水间隔装药孔壁爆炸应力分布规律，采用Starfield迭加法将应力波的衰减和迭加考虑在内，推导孔壁受到的应力变化情况，并利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对计算结果进行模拟验证。结果表明：在炸药和水介质交界处孔壁受到的应力最大，随着到交界处距离的增加，爆炸应力以指数函数的形式衰减；采用等效间隔起爆方式对不同药量的爆炸过程进行模拟，水间隔段孔壁爆炸应力模拟值和理论值衰减规律一致，二者在相同位置的应力误差保持在10%左右，同时水间隔段孔壁指定点受到的总应力随着药量的增加而增大；采用Starfield迭加法获取水间隔段孔壁爆炸应力的计算公式是合理的，能够为水封爆破的应用提供参考。

无线驱动通信网络中，无线设备（WD）可以通过无线反向散射和主动射频传输两种方式进行数据卸载。如何合理分配系统中WD的主动传输和反向散射传输工作模式及其对应的工作时间，从而减小传输延迟、提高传输效率就显得尤为必要。在综合考虑卸载数据量大小、信道条件和WD之间公平性情况下，提出一种基于深度确定性策略梯度（DDPG）的数据卸载方法，在连续动作空间内搜索多个WD的最优时间分配。仿真实验结果表明：DDPG可在有限时间步长内实现算法收敛；由于引入了Jain公平指数，多个WD可同时完成数据卸载；与传统的均分算法、贪心算法对比，DDPG算法可将平均传输延迟减小77.4%和24.2%，可有效提高WD的能耗效率，尤其对于卸载数据量较小的WD效果更加显著。

基于深度学习的目标检测算法已成为合成孔径雷达（SAR）图像目标检测任务的主流。深层网络通常具有大量参数，运行速度不能满足实时要求，难以在资源受限的设备(如移动端)上部署。考虑到对模型实时性和可移植性的要求，对双阶段目标检测算法快速区域卷积神经网络进行轻量化改进，比较不同改进方法对算法速度与精度的影响。结合SAR图像的特点，优化轻量化模型，与单阶段目标检测算法的单脉冲多盒检测网络对比。仿真实验结果表明，改进轻量化模型在保持原有精度水平下，模型占用内存和算法运算量大大减少，可有效满足SAR图像目标检测的实时性要求。

为提高安检速度、实现X射线图像中违禁物品的自动检测，提出一种基于改进YOLOv4的X射线图像违禁品检测算法。该算法在单阶段目标检测算法YOLOv4基础上设计一种空洞密集卷积模块。将上采样链路融合后特征输入空洞密集卷积模块中，增强特征表达能力和卷积视野。对融合后特征信息加入注意力机制，用来增强有效特征和抑制无效特征，最终得到表征图像信息的特征图输入检测头部。采用Mosaic数据增强方法训练网络，提升网络的鲁棒性。结果表明：该算法在公开SIXray数据集上的均值平均精度达到80.16%，检测速度为25帧/s；该算法在公开SIXray数据集上多类违禁物品能够取得较高的检测精度，且满足检测的实时性要求。

双锥-平面线栅结构的水平极化辐射波天线对辐射场半宽影响较小且架设方便、易于维护，掌握该型天线场分布规律是确定模拟器场均匀区、开展电磁脉冲效应实验的前提。利用天线理论研究双锥-平面线栅天线的场分布规律，结合数值模拟和实际天线试验对理论分析结果进行验证。结果表明：在天线结构和激励电压确定的条件下，双锥中心正下方辐射电场极化分量仅与测点到源的距离相关，二者呈反比；Oxz平面内以双锥中心为圆心的圆弧上任意一点辐射电场极化分量的幅值相等，并在同一时刻达到峰值；Oxz平面内同一水平线上的测点总辐射场幅值相等，方向沿测点所在圆弧的切线方向；各辐射场分量关于Oxz平面和Oyz平面对称分布；对于实际模拟器，地面反射会使辐射场波形下降沿陡降，导致地面附近辐射场半宽变小；线栅极板会影响附近的场分布，且极板外侧4个角点处的反射相对较强，其他位置辐射场分布与理论分析一致。

吸波涂层的喷涂厚度对共形天线吸波性能有直接影响。基于正交实验设计方法设计25组不 同的喷涂工艺参数水平组合，并完成吸波涂层喷涂实验，获取相应的吸波涂层厚度数据。对吸波涂层厚度数据进行极差分析、方差分析和非线性回归分析，并建立吸波涂层厚度预测回归模型。结果表明：喷涂工艺参数对吸波涂层厚度的影响按由大到小次序排序，依次为喷涂速度>步进距离>喷涂距离>涂料黏度>喷涂角度>喷枪气压；喷涂速度对吸波涂层厚度具有显著影响；吸波涂层厚度预测回归模型可准确表征吸波涂层厚度与喷涂速度、涂料黏度、喷涂距离和步进距离4个喷涂工艺参数间的定量关系。

现有的目标关联定位方法将关联和定位拆成两个独立过程，这种分步处理并取局部最优的关联定位方式，其目标定位精度严重受限于关联正确率，为此提出一种基于分治贪心思想的联合多站目标关联定位方法。根据分治思想并采用最小距离原则选取每条方位线上的真实交点集合；根据贪心思想对所有的交点集合进行合并，在集合合并过程中，通过定位过程和关联过程之间的反复验证，保证目标关联的准确率和定位精度；根据关联关系对相互互斥的目标量测集合进行组合，选取联合关联概率最大的多目标量测集合作为最后输出。仿真结果表明：存在虚警杂波时，该方法的关联正确率保持在90%以上；同时存在虚警和漏检情况下，该方法的关联正确率保持在70%以上；该方法利用贪心思想降低了计算复杂度，减少了计算开销。仿真结果及试验数据均验证该方法具有良好的目标关联定位性能，适用于低检测、高虚警的水下环境。

全附体潜航器智能故障诊断需要以完善的故障数据集为基础，而有些工况下典型故障数据很难获得，可通过数值仿真得到。基于流体基本原理，求解三维非定常雷诺平均Navier-Stokes方程和湍流封闭方程，获得均匀来流条件下桨叶损伤对全附体潜航器扰动流场与力矩波动的影响。结合场强分析归纳出桨叶损伤特征与其流场演化、流体动力学特征之间的耦合作用机理。结果表明：相对于黏性力压差力的影响起主导作用，压力矩的波动可以分为低频大幅度振荡和高频小幅度振荡，前者频率取决于尾涡脱体频率，后者频率则与螺旋桨转动频率一致；桨叶推力的偏心位置决定了压力矩系数平衡线相对零位置的偏移量，而俯仰和偏航力矩的相位差则反映了桨叶的对称性，相位差越小、桨叶的对称性越强；结合黏性力矩的变化，可以推测出桨叶损伤类型；所得研究成果可为下一阶段实现潜航器姿态的在线监控以及智能故障诊断奠定理论基础。

外骨骼机器人的助力策略是影响外骨骼机器人助力效率的关键因素。相对于平地行走模式下的外骨骼机器人，坡地行走模式的助力机器人助力机理尚不明确。针对上述问题，以人体运动特征为切入点，研究坡地行走模式下的关节做功规律，阐述人体关节运动机理，并提出力位混合控制的四段式踝关节外骨骼助力策略。进一步研制柔性踝关节助力外骨骼机器人，并通过关节力矩与代谢试验验证该助力外骨骼机器人的助力效率。研究结果表明，坡地行走过程中，外骨骼机器人能够提供人体运动所需7%的关节运动力矩，并能够降低约3.5%的行走代谢能耗。

随着高速铣削中材料的去除，毛坯初始残余应力的释放必将引起飞机整体结构件的加工变形。分析具有初始几何误差的毛坯初始残余应力释放造成的加工变形是控制加工质量的核心，对于实现加工过程的精密化至关重要。建立加工变形的力学模型及其相应的有限元方法，揭示毛坯初始几何误差对零件变形的影响规律。以最小变形为目标建立加工位置的优化模型，根据相邻两个加工位置的增量不超出阈值这一条件，提出优化模型的步长递减算法。计算结果表明：无论变形趋势还是幅值，三框整体结构件加工变形的模型计算值、有限元仿真值与试验结果均非常吻合；毛坯有初始几何误差与无初始几何误差两种情况下，三框整体结构件的最佳加工位置分别为22.754 3 mm和23.265 mm，相应的零件变形值分别为-0.006 mm和-0.007 mm；毛坯无初始几何误差时，零件在位置22.754 3 mm处的变形为0.043 mm；毛坯有初始几何误差时，零件在位置23.265 mm处的变形则为-0.144 mm；所得结果进一步验证了毛坯初始几何误差对零件变形具有极大影响。

针对热喷涂层接触疲劳寿命的预测问题，利用装备再制造技术国防科技重点实验室研制的新型接触疲劳/磨损多功能试验机(RM-1试验机)，基于中心复合设计进行等离子喷涂Al₂O₃-40%TiO₂ 涂层（AT40涂层）受到接触应力、转速、涂层厚度和滑差率共同作用下的接触疲劳寿命试验，并通过扫描电镜观察涂层的失效形貌。采用3σ准则检验接触疲劳寿命试验的可靠性，将黄金分割法与信息熵理论相结合，对训练集和测试集进行划分。基于支持向量机（SVM）原理，建立综合考虑接触应力、转速、涂层厚度和滑差率的寿命预测模型。研究结果表明：在接触应力、转速、涂层厚度和滑差率共同作用下，涂层的损伤失效主要是分层失效和表面磨损；采用中心复合设计方案得到的多因素接触疲劳寿命具有可靠性；基于SVM回归理论训练的预测模型具有较高的显著性，可用于表征AT40涂层接触疲劳寿命与接触应力、转速、涂层厚度和滑差率的函数关系，为喷涂层接触疲劳寿命预测提供理论参考。

工程中为控制设计质量风险，国家军用标准和型号规范均规定装备的可靠性预计结果应至少满足合同规定值1~1.5倍（以下称为设计保证系数）的要求。但设计保证系数的选择缺少理论依据，尤其缺乏精确量化的选择依据。针对这一问题，建立设计保证系数的精确取值参考方法。分析可靠性预计值、规定值、最低可接受值及鉴定试验检验上下限等相关指标的内涵与相互关系，对寿命基于威布尔分布和指数分布的两类主要产品，给出其设计保证系数的选择方法和依据。考虑可靠性提升成本和可靠性指标的上下限约束，给出通用设计保证系数的取值依据。结果表明，该设计保证系数选择方法以及取值表，从可靠性验收试验风险控制角度对可靠性预计指标要求的确定提供了理论参考依据和指导。

为通过无线传输实时监测装备状态，针对机械振动信号采样频率较高导致压缩重构困难的问题，将Laplace先验模型和振动信号周期性稀疏块相结合，提出一种改进的贝叶斯压缩感知算法。建立基于Laplace分布的贝叶斯先验模型，相对于高斯先验具有更强的稀疏促进作用。根据机械设备转速和采样频率计算振动信号类周期，对信号进行周期性分块，并基于多稀疏块共享相同超参数的特点，采用快速相关向量机迭代估计出原始信号期望。选取两级平行轴齿轮箱作为研究对象，进行压缩重构仿真实验。结果表明，该方法在相同稀疏基下能有效改善机械振动信号的重构效果。

根据作战任务规划对任务分解辅助决策的迫切需求，提出一种基于效用筛选的作战任务多方案分解和优选框架。针对任务描述通用性差等不足，基于5W理论对作战任务进行规范化描述，实现对各类作战任务的通用化定量描述；针对任务分解影响因素和约束条件的复杂性，从任务场景、领域知识两个方面建立任务分解模型，将任务分解转化为多约束运筹优化问题；针对传统任务分解方法单一、分解方案优选手段缺乏等问题，设计一种基于效用筛选的层次任务分解方法，实现多套分解方案生成和筛选优化。以具体作战任务为例，对该方法进行验证。仿真实验结果表明，层次任务分解方法能够对生成的多套方案进行优选，最优概率达到90%以上，满足实际作战辅助决策需求。