现代大口径火炮电动装填系统涉及多个电机协同控制，无位置传感器控制技术的应用可以显著提高驱动系统可靠性。而表贴式永磁同步电机在零/低速下的转子位置辨识恰是该技术的难点。针对该问题，提出采用基于机械运动模型的Kalman滤波器辅助转子位置估计方法；辅以观测器抗扰技术以消除模型参数不确定等扰动对转子位置辨识的影响，实现零/低速重载下可靠的起动/急停控制。新算法突破了常规的基于电气模型转子位置估计方法的局限性，进而大幅度提高了无位置传感器技术在零/低速下的负载能力，实现了可以媲美有位置传感器伺服的驱动控制功能。以该榴弹炮模块药装填和输弹过程作为算例，通过仿真验证了该技术。该无位置传感器电机控制技术已应用于155 mm榴弹炮装填系统。

地面无人系统中多车信息融合技术是提升系统环境感知能力的重要途径。针对单车传感器存在视野遮挡及盲区导致的目标跟踪不连续不稳定问题，提出一种集中式多车协同感知的结果级融合系统模型。该系统模型采用激光雷达作为车辆感知传感器，对不同车辆构建的环境栅格地图在主控端采用D-S证据理论进行融合、得到全局静态环境地图，完成多车协同感知环境模型的构建。在此环境模型基础上设计一种多车协同目标检测与跟踪方法，采用极大值抑制的方法解决检测目标融合冲突；设计一种级联动态目标匹配与跟踪管理方法，完成目标预测跟踪并将结果下发给各车。由两辆无人车组成的实车系统测试结果表明：当出现目标遮挡时，所提多车协同目标检测与跟踪架构相对于单车感知在环境表征上能够获得更全面的目标信息，跟踪目标未出现漏检，未发生跳变；跟踪器输出位置状态结果与检测结果误差较小，能够对所跟踪目标的状态进行准确估计，跟踪轨迹保持连续，有效提高了单车环境感知视野。

频率自适应变刚度扭转吸振器的半主动控制研究是实现动力传动系统扭转减振的关键。针对某履带车辆动力传动系统，建立含变刚度扭转减振器的系统动力学模型，基于系统模型提出瞬态查表和稳态寻优结合的控制策略，有效地消除系统外部激励主导频率识别偏差，使变刚度扭转吸振器能够快速跟随外部激励主频，实现扭转吸振器的半主动控制。仿真和试验的研究结果表明，所提综合控制方案能有效提升减振性能10%。

湿式多片离合器分离过程的持续时间、转矩变化和间隙分布会影响车辆换挡品质。考虑摩擦副间流体动压润滑、微凸体弹塑性接触、花键摩擦力以及活塞回位之后与离合器毂的碰撞，建立湿式多片离合器分离过程动力学数值模型，研究六摩擦副系统在不同初始控制油压和油压下降速率下的动态分离过程，提出了不均匀系数以表征分离间隙均匀度。研究结果表明：油压下降速率的减小显著延长了分离过程持续时间，恶化了分离间隙均匀度，减缓了粗糙接触转矩的下降，增大了分离过程中的黏性转矩；而初始控制油压对分离过程持续时间和分离间隙均匀度影响较小，但初始控制油压的增加增大了粗糙接触转矩的初始值和衰减速率，并减小了分离过程中的黏性转矩。

针对某车载大惯量伺服系统刚度欠缺，系统在高动态响应与稳定运行之间存在的矛盾，提出一种基于速度曲线规划的双电机驱动策略。采用双电机同步消隙的方法来补偿方位通道与俯仰通道中传动间隙的影响，使得负载的驱动力矩变化连续，保证了系统的稳定运行。通过对伺服系统的运行速度曲线进行合理规划，避免了系统较大启动速度与加速度对结构造成的冲击而导致的抖动问题；利用速度规划指令前馈补偿的方式提高了伺服系统的动态跟踪精度，保证了系统的快速运行能力。联合仿真及实验结果表明：双电机同步消隙方法能有效补偿传动结构中间隙/齿隙的影响；速度曲线规划及前馈补偿的方式能有效抑制大惯量挠性结构的抖动问题，同时保证了系统运行的快速性。

针对传统液压阀功能单一、应用灵活度较低的问题，展开智能换向阀的原理方案设计与仿真研究，旨在拓宽液压阀功能，简化液压系统回路。提出以高速开关阀作为先导阀的智能阀原理方案，进而依据智能换向阀的结构原理建立了数学模型，利用AMESim软件搭建智能阀的物理仿真模型，对先导阀的动静态特性以及主阀的运动特性展开仿真研究，得到先导阀的响应滞后时间约为5 ms， 主要与线圈的驱动电压和弹簧弹性系数有关。提出脉冲宽度调制（PWM）占空比位移控制方法，通过仿真验证了通过控制先导阀PWM信号占空比进而控制主阀阀芯位移的可行性。结果表明在PWM信号频率为50～100 Hz时，在0.2～0.8的占空比范围内，主阀具有良好的线性控制特性。

针对越野环境下道路特征模糊、地形复杂的问题，基于相机与激光雷达融合感知的方案，提出一种针对无人履带平台道路可通行性分析方法。基于图像语义分割获取语义点云，进行可通行区域的粗提取；利用三维点云描述地面几何特征，同时考虑履带平台的通过性约束，对道路的可通行性进行分析；生成包含道路表面属性和地面几何信息的三维可通行性栅格地图。所提方法对于平台可通行性的定义反映了平台-环境的强耦合关系。试验结果表明，算法能够在线稳定地建立可通行性地图，对平台规划控制具有良好的引导作用，有利于无人履带平台在复杂越野环境下的稳定通行。

针对当今复杂武器系统实装操作与维修训练中存在的危险性大、操作复杂、受场地、自然环境限制等问题，鉴于相关部队和军事院校的实装组训受到以上情况的制约，开展武器装备系统组训时存在训练模式少、技术难度大、训练效果差等不足，提出一种新的基于半实物仿真的复杂武器系统模拟训练器设计方法。以远程火箭炮武器系统为研究对象，开发了基于半实物仿真的远火模拟训练系统，为我军官兵进行现代复杂武器系统训练提供了新的训练模式。提出了一种新的博弈-集对分析方法对训练效果进行评估。结果表明该模拟训练系统能够有效提升参训人员的操作与维修专业素质，对于科学评估训练效果具有重要价值，解决了不能科学、准确评估训练效果等难题。

研究水下爆炸深度对二次压力波传播的影响和深水爆炸二次压力波超压峰值的定量计算方法，具有重要的工程应用价值。基于AUTODYN软件建立球形TNT装药深水爆炸的数值仿真模型，利用模拟深水爆炸罐试验数据进行了模型校验，计算与试验结果的吻合度和一致性良好。在此基础上，进行30 g球形TNT装药在5~8 000 m水深范围内爆炸共18个工况的计算，每个工况提取5个爆距的二次压力波超压峰值，共得到90个仿真数据结果。仿真数据与分析结果表明：深水爆炸二次压力波超压峰值符合爆炸相似律；深水爆炸二次压力波超压峰值随水深的增加单调连续增大，增大比率随水深的增加不断减小。通过进一步数据分析与处理，得到基于爆炸相似律结合水深修正的计算深水爆炸二次压力波超压峰值的工程模型，该模型具有重要的工程实用性和通用扩展性。

目前，高速射弹入水冲击效应和活性材料都是水中兵器和高效毁伤技术研究的热点。为验证将二者结合应用于反鱼雷、反水雷、反潜艇等以实现高效毁伤水中目标的设想，对某活性材料进行入水冲击实验，并设计出一种头部带有活性材料的含能杆实验件及水中模拟目标进行入水穿靶实验。实验结果表明，单独的小质量活性材料以及头部含能杆在空气介质下的2倍音速范围内冲击入水时，在侵水过程中活性材料均不产生可观测的释能反应现象；若活性材料在撞水前发生释能反应，侵水过程中也会因压力迅速降低、热量快速流失等原因导致反应难以持续；当含能杆入水后继续侵水并撞击穿透模拟目标壳体后，活性材料在模拟目标内部发生类爆轰反应，产生增强毁伤效果。实验验证了将活性材料复合安装于动能杆头部用于攻击水中目标的可行性，为发展水中高毁伤性兵器提供了研究思路。

针对传统引信动态开环控制设计理论无法满足新一代引信-灵巧引信发展的控制需要问题，在分析时空识别与过程控制作为引信起爆控制的基础上，提出灵巧引信精确起爆控制面临的三个科学问题并深入研究。分别针对灵巧引信的设计构建了三类控制器，即：环境自适应探测控制器、自触发时延补偿状态控制器以及虚拟闭环起爆控制器，建立了灵巧引信“三元”级联控制设计方法架构。所得成果可提升灵巧引信在复杂广域战场下精准起爆控制精度，为进一步发展智能引信奠定理论基础。

针对低信噪比环境下难以精准估计复合调制引信信号参数，造成传统引导式干扰方法对伪码调相脉冲多普勒引信干扰效率低的问题，提出基于生成对抗网络（GAN）的伪码调相脉冲多普勒引信引导式干扰方法，实现低信噪比环境下对伪码调相脉冲多普勒引信的有效干扰。对伪码调相脉冲多普勒引信下变频获取中频信号并预处理，获取去噪处理后的时频分布及相位等信息。通过GAN模型利用时频分布数据进行数据生成，在低信噪比环境下无需估计引信参数即可生成与引信中频信号相关度极高的数据。将获得的数据利用逆变换生成时域波形重构出引信干扰信号。实验结果表明，在低信噪比环境下，基于GAN的伪码调相脉冲多普勒引信引导式干扰方法能够对伪码调相脉冲多普勒引信产生良好的干扰效果。

无载波超宽带引信由于具有定距精度高、抗截获能力强、穿透性好、有一定反隐身能力等特点，在多个弹药平台上得到应用。在对地面目标作用时，不同地形会影响引信炸高，从而影响毁伤效果。首次提出将无载波超宽带引信用于地形识别，为引信自适应确定最佳炸高提供先决条件。地形回波的采集周期长、成本高，获取回波的数量往往较少，这会影响识别精度。为扩充数据集，提出一种改进的条件生成对抗网络，将生成器和判别器的全连接层替换为一维卷积同时增加批标准化，在实现信号生成的同时减小模式崩溃问题发生的概率，提升了小样本条件下的序列生成效果。将扩充回波信号的小波能量特征作为输入特征，利用粒子群优化的反向传播(PSO-BP)神经网络实现地形智能分类。实验结果表明：相比在原始训练集上训练，扩充训练集上训练的PSO-BP神经网络在测试集上取得了4%以上的准确率提升。

导引头初步方案设计阶段快速估计制导系统脱靶量是缩短火箭弹研制进度的有效方法。依据刚体运动学和动力学原理，建立俯仰-偏航双框架稳定平台式导引头的耦合数学模型，模型重点考虑了导引头与弹体的耦合作用，在此基础上进一步提出伴随化制导系统脱靶量评估方法。利用导引头耦合数学模型、实际飞行试验数据和简单的制导系统设计参数，快速对火箭弹脱靶量作出估计，在导引头初步方案设计阶段快速更新设计参数、减少迭代设计过程。仿真结果表明，导引头耦合模型具有较高的精确度，结合伴随化方法可以快速估计脱靶量、为导引头和制导系统初步设计提供依据。

为提高越野环境中目标检测和跟踪的准确率和效率，提出一种基于人机交互的免锚检测和跟踪系统。该系统由检测系统、指挥系统和目标跟踪系统组成。检测系统，在基于点的点云特征提取框架的基础上，设计一种免锚的目标检测网络结构；指挥系统通过相机实时获取环境态势信息，人机交互地在检测网络输出的目标序列中选择跟踪目标；跟踪系统利用检测网络输出的目标序列的外观模型和指挥系统下发的跟踪目标外观模型进行匹配来确定跟踪目标，再基于卡尔曼滤波算法进行目标运动估计。基于越野场景的实车数据进行了验证。验证结果表明：基于人机交互的免锚检测和跟踪算法在不增加算法时间的同时实现了超91%的准确率，能够满足无人驾驶车辆在越野场景的使用要求。

针对复杂背景和红外诱饵对抗环境下红外成像攻坚破甲导弹空中目标识别的难题，提出融合强判别性特征的抗干扰识别算法，将区域生成、特征学习和分类识别融合至抗干扰算法中，形成从像素至区域，再到特征识别的逐级抽象的识别框架。首先通过模拟典型战场环境，生成大量不同对抗态势下的目标特性库，作为算法研究的基础；然后由像素相似性聚类形成候选区域，完成区域“粗粒度”定位；再将提取的各区域特征输入至特征选择模块，学习强判别性的特征；最后将选取的特征输入至改进的多分类支持向量机进行目标的分类识别，实现目标区的“细粒度”锁定。通过逐步细化的识别机制，识别复杂战场对抗环境下的空中目标。验证试验表明，算法在不同对抗态势下的弹道图像数据集中的平均识别正确率达到78.63%，可有效完成目标与干扰之间的区分，为工程应用中的算法研制提供支撑。

跨介质飞行器头部外形是影响跨介质过程中运动学特性的重要因素之一。通过采用常见的双参数立方多项式曲线方程，获取跨介质飞行器头部外形曲线无量纲参数，采用任意拉格朗日-欧 拉方法完成不同头部外形跨介质飞行器的流固耦合建模及性能分析，研究不同头部外形入水后末速度与入水过程中所受最大冲击应力。以最大末速度和最小冲击应力为优化目标，在保证有限元仿真精度的同时，通过径向基神经网络提升计算效率，并利用多岛遗传算法对跨介质飞行器头部外形进行多目标优化，以得到最佳的头部外形。研究结果表明，跨介质飞行器最优头部外形相对于基本外形，入水过程速度衰减量与所受冲击应力明显降低，有效地减少入水过程中跨介质飞行器的能量损失，可为跨介质飞行器的头部外形设计提供参考。

传统遗传算法的变异操作会简单随机产生新的路径，对算法进化性能有不利影响，使算法易陷入局部最优的陷阱；遗传算法常配合栅格法进行路径规划，所得的最优路径并非无人水下航行器（UUV)回收路径规划可获得的最短路径，并存在UUV机动性能可能与最优路径冲突的问题。为此，设计一种具有UUV机动性约束条件的改进遗传算法，提出环境复杂度的概念用于分析机动性约束的具体取值，使路径规划适配于UUV的机动性，使算法结果更具实用性；提出复合自适应变异策略，控制变异的个体在迭代过程中发生自适应的进化；当一定迭代数内种群进化停滞时，引导最优个体进行双阶段自适应变异，从而使最优路径趋近全局近似最优解，有效提高算法的收敛速度。基于MATLAB软件的算法对比仿真结果表明一般复杂水域和复杂水域环境下，改进的复合自适应遗传算法生成的最优路径相比于遗传算法和自适应遗传算法的最优路径更加平滑，路径长度更低，可见改进的复合自适应遗传算法在路径规划上收敛性能和寻优能力更优，更具有可行性和优越性。

针对导流器排导方式在车载导弹热发射过程中具有的烧蚀和架设撤收问题，提出一种利用二氧化碳喷射冲击燃气射流从而降低发射车与导弹表面温度的新型排导方案。以计算流体力学为主要的研究方法，建立三维定常计算模型，分析燃气射流与二氧化碳射流冲击流场的特性，计算并得出：随着下排管道伸入流场长度增加，发射车壁及弹体的温度先降低再升高；随着上排管道与发射车壁夹角减小，发射车壁及弹体的温度逐渐降低；随着上排管道出口到下排管道高度减小，发射车壁及弹体的温度逐渐降低。该方案在喷管出口到地面距离改变后的其他工况中仍有意义，可以为车载导弹热发射降温排导提供可行的全新设计思路。

多循环爆轰与单次爆轰所对应形成的爆轰声场存在明显区别，燃气射流对于多循环爆轰声场特征具有重要影响，为此开展了气-液两相多循环爆轰声场独特的指向性与时频域特性研究。在自由空间内搭建了基于80 mm直径爆轰管的单次和多循环爆轰实验系统并进行了测试分析。结果表明：多循环爆轰声场指向性呈现“心”形，最大值出现在45°方向，辐射角度30°范围内爆轰声场高频截止频率约为500 Hz；射流区域内燃气湍流抑制了45°辐射角度内爆轰声波高频成分，明显减小了爆轰声波峰值声压级；燃气射流使得前导激波波阵面在中心轴线附近会产生“葫芦状”凸起，导致轴向0°方向爆轰声波到达时间明显小于其他方向；较短的脉冲作用时间导致多循环爆轰声效率高于传统射流声效率，达到12%。实验验证了燃气射流区域尺寸、辐射角度与多循环爆轰声场声波高频截止频率之间的相互关系。

SiC/GFRP叠层复合装甲成型后具有高强度、高硬度、高韧性、高黏性等特点，孔加工极为困难，易出现叠层界面失效、陶瓷崩边、纤维撕裂等损伤。采用新型烧结/钎焊复合工艺薄壁金刚石套料钻，结合旋转超声振动辅助孔加工技术，建立了单颗磨粒的运动学模型，超声振动套孔加工时套料钻与工件周期性地接触分离，其断续切削特性有利于减小轴向力。对SiC/GFRP叠层复合装甲进行制孔试验，分析常规加工和超声辅助加工轴向力的变化规律和制孔质量。研究结果表明，相比于常规套磨加工，超声辅助套磨加工轴向力显著减小，降幅最大达31.8%；超声加工入孔叠层界面处粘结紧密，未出现陶瓷崩碎严重的现象；有效避免了常规加工出孔处不规则隆起和隆起高度较大的缺陷，隆起高度降幅最大达61.03%，显著改善了钻削出孔表面质量，降低了出孔损伤程度，为SiC/GFRP叠层复合装甲的高效低损伤连续孔加工提供了理论参考。

为探究双螺杆结构参数对混合过程关键参量的影响，研究啮合同向双螺杆挤出机的 8个 结构参数对混合过程6种关键参量（温度峰值、压力峰值、黏性耗散、混合指数、平均停留时间、扭矩结果）的影响规律。采用正交试验设计双螺杆挤出机不同结构参数组合的试验方案，在混合过程中分别建立不同结构参数组合对于6种关键参量影响的预测数学模型，使用同向双螺杆挤出软件Ludovic对建立的预测数学模型进行求解计算，通过统计产品与服务解决方案(SPSS)软件对计算结果进行分析。结果表明：1）温度峰值随反向螺纹元件导程的增加而升高，随正向螺纹元件导程1的增加而降低；2）与反向捏合块相比，反向螺纹元件可以建立更大的压力。在实际工程中，一般将反向螺纹元件或反向捏合块放置在螺杆排气段前，建立一定的真空度；3）随螺杆元件中加入反向螺纹元件、反向捏合块元件会导致螺杆填充度增加，黏性耗散增大；4）混合指数随着正向捏合块导程和反向螺纹元件导程增加而增大；5）反向螺纹元件和捏合块可以延长物料在双螺杆中的停留时间；6）扭矩的极显著影响因素：正向螺纹元件导程2和反向螺纹元件导程。

针对联合战术通信网络拓扑变化导致的通信中断风险，研究了基于物理层的无线协同传输技术。基于典型场景建立了MIMO协同和多跳中继协同模型；分析了模型中的信道容量及信噪比等指标；为验证分析结论设计了仿真实验，进行不同收发配置、编码、跳数情况下的对比。给出了两类协同收发机结构并分析了其硬件实现复杂度。理论分析及仿真实验结果均证明了无线协同传输技术在降低网络中断风险的有效性和可实现性。

针对高超声速边界层转捩飞行试验研究的需要，通过一体化的变厚度薄壁测温和热流辨识方法，利用测量薄壁内壁温度辨识表面热流可实现飞行器表面转捩位置的测量。考虑到飞行器高速飞行过程中表面气动加热和振动环境要求，对测量结构和机体结构开展了一体化模块设计，提高了测量结构的整体承载抗热振能力；利用热振联合地面试验系统，在飞行状态地面模拟条件下，对测热部件进行了热振联合试验考核，验证了测量结构的安全性和可靠性。地面热振联合试验和飞行试验结果表明，该型转捩测量结构可承受飞行条件气动加热和振动环境，能迅速地响应和准确地反映气动加热环境热流的变化，可准确捕捉飞行条件下高超声速边界层转捩现象。获取的热流转捩测量数据，可为高超声速转捩预测计算模型提供校准数据。

装备维修器材预储预置是战争初期部队快速获得补给供应，持续发挥战斗力的关键因素。对装备维修器材预储预置优化方法进行研究，将器材预储点选择和战前器材预置融合为一类选址调度组合优化问题，以预储点开设固定成本、运输成本及保障延误惩罚成本的加权和最小化为目标，构建混合整数线性规划模型，开发一种高效精确算法——基于逻辑的Benders分解算法对问题进行求解。基于160个随机算例开展数值实验，证明所提出算法在获得最优解方面的优越性。同时，通过与传统序贯式优化方法对比，验证了组合优化方法能够获得更高质量的解。所提出的模型和算法，能够为战时装备维修器材预储预置的优化决策提供一定参考。

针对振动环境试验和振动测量中低频失真放大现象的机理问题，应用MATLAB软件进行分析和仿真，在典型随机信号上叠加低频正弦信号或脉冲信号，复现了低频失真放大现象。通过试验对低频失真的物理机理进行了研究。分析和试验结果表明，测量信号中超低频成分与特定的谱分析方法共同作用，是出现低频失真放大的直接原因。测量电路虚接、电路连接松脱、测量超出传感器量程、被测结构或传感器松动、特殊结构单向脉冲等情况，是产生超低频信号并间接导致低频失真的物理原因。仿真与试验结果一致，证实了振动测试低频失真放大的机理。对该机理的认识有助于减少相关振动测量问题。

弹载图像目标检测方法是实现图像自寻的弹药“发射后不管”、对目标进行自主打击的关键技术。弹药图像自寻的面临着成像环境恶劣，目标特性变化快，对算法体积、速度要求苛刻等问题。围绕弹载目标检测难点问题进行综述，将基于深度学习的目标检测方法区分为基于候选框、无候选框和基于transformer的方法，回顾了各类方法主要研究进展；对特征提取网络轻量化、预测特征图增强、非极大值抑制后处理算法、训练中样本均衡、模型压缩等弹载图像目标检测模型部署中的关键技术进行了梳理；对比了典型目标检测方法在ImageNet、COCO及弹载图像目标数据集上的性能，并对未来发展进行展望。