兵工学报

陈福红, 马大为, 杨必武, 朱忠领

2012, 33(6): 641-646. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.001

摘要 ( )

PDF (973KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对某火箭炮位置伺服系统参数变化范围大，冲击力矩强等特点，提出了一种全局滑模控制方法，并结合伺服系统数学模型对其进行了稳定性证明，同时对于控制律中的高阶微分项，引入微分估计器来获取其高精度估计值。仿真结果表明，该控制方法不仅能够有效抑制抖振，保证系统的响应速度和控制精度，并且对参数摄动和负载扰动具有很强的鲁棒性。

火炮炮闩抽筒子结构优化设计

张建，唐文献，徐省省，彭松江，张攀

2012, 33(6): 647-651. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.002

摘要 ( )

PDF (1413KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

抽筒子的强度直接决定炮闩的可靠性，进而影响着舰炮的战斗力。针对抽筒子在工作过程中出现的屈服问题，以HyperWorks软件为平台，分别进行抽筒子拓扑优化和形状优化设计，为验证优化结果的正确性，运用ABAQUS软件，对炮闩的抽壳过程进行柔体动力学仿真，并分析比较优化前后炮闩的动能和内能、平均抽壳速度以及抽筒子的强度和刚度等参数的变化。计算结果表明，优化后抽筒子质量下降20.9%，工作时所受的最大应力下降13%，低于材料的屈服极限；优化后炮闩内能峰值降低3.44%，内能曲线向后推迟了0.16 ms，动能变化趋势与原始结构一致，但波动较大，平均抽壳速度减少0.442 m/s.

某型通用机枪大杠杆曲线参数优化研究

王瑞林，张本军，李永建，郝刚

2012, 33(6): 652-657. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.003

摘要 ( )

PDF (983KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为解决某型通用机枪首发装填困难的故障，利用线位移传感器进行了首发装填试验，得到了影响首发装填的重要因素，即拨弹滑板在向外和向里2个阶段所受阻力传递到装填拉柄运动方向上的最大值；在大杠杆的两段曲线上各取5个点，利用三次样条曲线对这两条曲线进行拟合，求出了2个最大值与插值点之间的函数关系；分别以这2个最大值为目标函数，以各插值点的Y向坐标为待优化参数，利用遗传算法对大杠杆曲线进行了优化，使得2个目标函数分别减少了47.24%和39.3%，达到了优化的目的。为该枪的改进工作提供指导，所使用的方法为同类型武器的设计和改进提供参考。

全局自适应模糊反步控制在火箭炮伺服系统中的应用

郭亚军，王晓锋，马大为，胡健

2012, 33(6): 658-662. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.004

摘要 ( )

PDF (955KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对含未知非线性参量及外界干扰的火箭炮伺服系统，基于反步法提出了一种全局自适应模糊控制策略。利用高斯模糊函数对参数摄动、负载扰动及虚拟函数等不确定因素进行了补偿，并结合工况对控制器参数进行了实时整定。根据伺服系统数学模型及传统反步理论逆向反推得到了控制律表达式，通过李雅普诺夫函数证明了整个闭环系统的稳定性，并对参数摄动及干扰下的位置跟踪进行了仿真研究，同时给出了复杂信号下虚拟控制函数的变化规律。仿真结果表明，该方法不仅保证了系统的响应速度和控制精度，并且对结构参数不确定性具有很强的鲁棒性。

膛口初始流场对火药燃气流场影响的数值研究

郭则庆，王杨，姜孝海，李鸿志

2012, 33(6): 663-668. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.005

摘要 ( )

PDF (6208KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

枪炮发射时，身管内被弹丸压缩的空气柱喷出膛口后形成初始流场，它对后续火药燃气流场的发展及弹丸的运动产生很大影响，甚至会降低射击精度。因而，研究初始流场对火药燃气流场的影响机理对于武器设计具有重要的意义。基于ALE方程的有限体积方法，利用AUSM+格式和分区结构化贴体网格对含有复杂形状弹丸的膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果绘制的计算阴影图与实验阴影照片符合较好。分别计算了有、无初始流场两种条件下的流场发展过程，详细比较讨论了它们的流场结构与参数特征。结果表明枪炮发射时，身管内被弹丸压缩的空气柱喷出膛口后形成初始流场，它对后续火药燃气流场的发展及弹丸的运动产生很大影响，甚至会降低射击精度。因而，研究初始流场对火药燃气流场的影响机理对于武器设计具有重要的意义。基于ALE方程的有限体积方法，利用AUSM+格式和分区结构化贴体网格对含有复杂形状弹丸的膛口流场进行了数值模拟。根据数值结果绘制的计算阴影图与实验阴影照片符合较好。分别计算了有、无初始流场两种条件下的流场发展过程，详细比较讨论了它们的流场结构与参数特征。结果表明初始流场的存在是火药燃气流场形成冠状冲击波的必要条件。同时，含有初始流场条件下的近膛口区域最大滞止压力相对于无初始流场条件增加了2倍以上。

坡膛结构变化对火炮内弹道性能影响的研究

孙河洋，马吉胜，李伟，生龙波，吴大林，刘海平

2012, 33(6): 669-675. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.006

摘要 ( )

PDF (1451KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

考虑了经典内弹道方程组和弹带挤进过程的耦合效应，以内弹道方程组的解作为弹带挤进过程数值模拟的力边界条件，同时以数值模拟的结果作为内弹道方程组下一增量步计算的初始条件。引入了Lemaitre提出的基于连续损伤介质力学的考虑粘塑性及韧性损伤耦合效应的本构模型来模拟弹带材料的损伤失效过程，采用了Von Mises屈服准则、Johnson-Cook硬化模型及Johnson-Cook失效模型，考虑了大应变、高应变率、温度软化作用、初始损伤及累计损伤失效效应，并借助一种高效的时间积分方法通过Abaqus\\Explicit模块的材料子程序接口VUMAT将其引入到显式非线性有限元软件中，借助显式非线性有限元算法对两种坡膛结构下弹带挤进过程进行了数值模拟。分析了两种不同坡膛结构对弹带在挤进过程受力状态的影响，同时指出坡膛结构及弹带应力状态对火炮内弹道性能的影响，为火炮坡膛的设计提供了有益的参考。

弹丸膛内运动过程中弹带塑性变形的宏观与微观机理研究

殷军辉，郑坚，倪新华，贾长治，崔凯波

2012, 33(6): 676-681. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.007

摘要 ( )

PDF (7024KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

弹丸膛内运动过程中，弹带承受高强度冲击载荷与高速摩擦，其高温条件下瞬态塑性变形的微观机理十分复杂。根据膛内载荷特征，基于金属材料学进行弹带塑性变形的微观机理研究，通过分析弹丸发射后的弹带硬度分布及组织演变规律，探索其宏观形变的细观与微观本质。研究表明，弹带挤进后具有明显的层状特征，硬度最高的表层纤维组织因剧烈摩擦而迅速升温并导致局部再结晶，弹带内部区域未发生大尺度形变，摩擦产生的表面金属熔化膜是抑制塑性变形向内层延伸的重要因素之一。

基于Adaboost算法的炮弹炸点检测

秦晓燕，王晓芳，陈萍，储德军，王海涛

2012, 33(6): 682-687. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.008

摘要 ( )

PDF (1404KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

炮弹炸点检测是射击校射、毁伤效果评估和敌方火力位置估计的前提和基础。根据炮弹炸点的特点，对Haar特征进行了扩展，增加了一种中心环绕的Haar特征，并给出了其快速计算方法。以Adaboost算法为框架构建了一种炸点检测算法，采用真实炸点图像对提出的算法进行了实验验证，结果表明：与未扩展特征的Adaboost算法相比，本文算法对炸点类目标具有较高的检测性能。

Curvelet变换在低对比度目标识别中的应用

陈方涵，张肃，王文生

2012, 33(6): 688-694. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.009

摘要 ( )

PDF (2191KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

低对比度目标因其灰度对比度低、边缘模糊等缺点，使得联合变换相关器无法将其从混杂的背景图像中辨别出来，达到成功识别的目的。针对这一问题，采用了基于Curvelet变换的图像增强算法对目标联合图像进行处理。作为超小波分析范畴的Curvelet变换，因具有极强的方向性，成为比小波变换更适合分析和理解图像特征的多分辨率分析工具。文中采用不同的方法分别调整了Curvelet变换后的高、低频系数，增强了目标的灰度对比度和边缘信息。以低对比度坦克图像为例，增强后的目标对比度由原来的4.16%提高至29.37%. 计算机模拟和光学相关实验结果均表明，增强后的联合图像获得了明亮的相关点对，成功实现了低对比度坦克的自动识别。

分布式多信道媒体访问控制协议在无线传感器网络中的应用研究

赵军，陈祥光，刘春涛，余向明，岳彬

2012, 33(6): 695-701. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.010

摘要 ( )

PDF (1019KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了能够实时检测输油管道的运行状态，降低无线传感器网络（WSN）节点间的干扰，提高网络的吞吐量。提出了适用于节点链型分布的2种多信道WSN模型，讨论了单路径和双路径2种网络模型的信道分配方法和吞吐量，并且提出了相应的分布式MAC协议。根据机场输油管道的现场实验表明，单路径多信道WSN能够在降低能耗的情况下提高网络的吞吐量，双路径多信道WSN虽然需要较高的能耗，但具有一定的容错能力，而且网络吞吐量有很大提高。

一种基于树结构的分布式组密钥协商协议

刘天华，朱宏峰

2012, 33(6): 702-705. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.011

摘要 ( )

PDF (908KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

提出了一种基于带有认证功能的组密钥协商（BD）协议和树结构的分布式组密钥协商（T-BD）协议。协议将加入认证功能的BD协议与逻辑密钥树相结合，尽管在协商开始时增加了一定数量的通信和计算开销，但协议能够保证内部节点的诚实性，抵抗了来自内部节点的主动攻击。由于协议具有认证功能，能够检测出协议内部发动攻击的恶意节点，而且减小了成员关系变动时的通信量和计算量，能够高效地处理成员加入和退出。由于原有协议的认证功能，使得内部恶意节点不能实施主动攻击。经计算协议在通信轮效率和模指数运算方面都较原协议有明显减少，可扩展性非常高，适合于目前流行的P2P应用的组密钥协商。

神经网络预测控制的航空相机前向像移补偿方法研究

仲崇亮，丁亚林，付金宝

2012, 33(6): 706-711. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.012

摘要 ( )

PDF (982KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了对某全景式航空相机所产生的前向像移进行补偿，对前向像移产生的原理进行分析，并对像移补偿的方法进行研究。根据该型相机的工作原理，找到前向像移产生的机理。用神经网络模型（NNM）对系统时域响应的非线性特性进行辨识。根据NNM给出的扫描反射镜补偿角速度的预测值，通过最优算法调整控制信号，使被控对象跟踪理想补偿角速度的性能达到最优。该方法在该型相机前向像移补偿上克服了传统PID控制方法中所存在的不足，即精度低、响应慢、适应性差。实验结果表明：采用神经网络预测控制，扫描反射镜的实际补偿角速度输出跟踪理想补偿角速度的性能良好，优于传统方法。该方法可以应用于该型航空相机的像移补偿中。

盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力方法研究

刘力力，樊黎霞，董雪花

2012, 33(6): 712-717. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.013

摘要 ( )

PDF (1378KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了找到一种准确简便的测定径向锻造身管表面残余应力的方法，将盲孔法测定平板表面残余应力的理论应用到径向锻造身管表面残余应力的测量中。应用有限元软件计算盲孔释放系数的方法，对比在相同材料、受力情况与钻孔条件下的身管表面盲孔的释放系数与平板表面盲孔的释放系数，得到了盲孔法测定径向锻造身管表面残余应力的适用性范围；结合有限元法计算释放系数的优越性，提出了一种通过直接修正释放系数来修正由钻孔偏心所引起的误差方法。并应用盲孔法测定了某锻后身管表面的残余应力。

基于双谱熵模型的故障模式识别

黄晋英，潘宏侠，毕世华，崔宝珍

2012, 33(6): 718-723. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.014

摘要 ( )

PDF (1016KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

提出利用双谱计算信号的双谱熵，并作为特征参量进行故障模式识别的方法。分析了振动信号双谱的特征，在子空间分布概率下，推导了基于能量分布的双谱熵计算方法。在理论推导分析的基础上，进行了某齿轮箱在4种工况下的振动信号提取实验，建立了齿轮箱故障模式识别BP神经网络。最后将双谱熵特征参量作为输入，对设置了4种故障工况的齿轮箱进行了故障模式识别，成功地判别了4种工况，验证了方法的有效性。

面向等残余面形误差的分层修形模具气囊抛光轨迹规划方法

陈国达，计时鸣，金明生，张才

2012, 33(6): 724-729. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.015

摘要 ( )

PDF (998KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

气囊抛光方法可成功应用于模具自由曲面，实现自动化抛光。提出一种面向等残余面形误差的分层修形模具气囊抛光轨迹规划新方法，该方法可用于等残余面形误差工件的整个面形修正过程或非等残余面形误差状态下气囊抛光工艺中的某一阶段。针对光栅型抛光轨迹给出一种基于一次去除深度函数数值仿真的驻留点间距优选方法，并设计了对比性实验进行验证。实验结果表明，以X方向为进给方向的光栅型轨迹中，驻留点间距值选择去除模型中最大去除量1/2处对应Y值的两倍是合理的。

双小波神经网络迭代的漏磁缺陷轮廓重构技术

徐超，王长龙，孙世宇，陈鹏，绳慧

2012, 33(6): 730-735. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.016

摘要 ( )

PDF (979KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在二维漏磁缺陷重构中，建立基于径向基小波神经网络(RWBF)的正演和反演模型，提出了一个反馈形式的双小波神经网络迭代模型，通过迭代使目标函数最小化，实现对缺陷轮廓的快速逼近。用仿真和实验获取的训练样本分别对正演和反演模型的RWBF进行训练。为了提高径向基神经网络的适应性和精度，提出了一种新的训练算法。首先确定最优分解层数，然后利用梯度下降法修正网络的权值。对不同分辨率和不同信噪比下的漏磁信号进行了重构，并与其他方法进行了比较。结果表明，双小波神经网络迭代模型能够实现漏磁缺陷的精确逼近，具有良好的鲁棒性，是有效的二维轮廓重构方法。

弹丸出炮口时间测试方法研究

王宝元，钞红晓，邵小军，张鹏飞，曹馨，洪丽娜

2012, 33(6): 736-740. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.017

摘要 ( )

PDF (943KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为了用实验测试方法准确得到弹丸出炮口时间参数，以小口径火炮为实验对象，采用高速摄影法、靶丝通断法、光电法和后坐位移法等4种方法，开展弹丸出炮口时刻的时间参数测试方法研究。用4种方法同时测试同一弹丸出炮口时间，用同一台数据采集系统采集4种信号，以高速摄影法得到的时间曲线为时间基准，将4种时间信号统一到相同时间坐标中。高速摄影法测试最直接、数据最可靠。通断靶丝是被高速燃气流吹断的，而不是被弹头碰断的。先于弹丸泄露的火药气体使光电传感器提前触发。

防空火箭炮递阶控制策略设计

杨帆，马大为，乐贵高，姚佳

2012, 33(6): 741-746. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.018

摘要 ( )

PDF (996KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对防空火箭炮运行时负载与参数大范围变化的特点，结合递阶控制理论，设计一种两层改进型递阶控制策略。其中，决策级根据火箭炮的运行状态计算实时转动惯量，实时控制级采用二阶滑模控制器，能在满足系统指标的前提下平滑控制输入曲线、有效抑制系统参数摄动与外部干扰。计算机仿真和实验表明，使用该控制策略，系统具有较好的鲁棒性与动态响应性能。

考虑参数随机性的供输弹系统动力学及动作可靠性仿真研究

李伟，马吉胜，狄长春，吴大林

2012, 33(6): 747-752. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.019

摘要 ( )

PDF (1005KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

利用MSC.Adams和Easy5仿真软件建立了供输弹系统机电液耦合的动力学模型，通过VV&A证明了仿真模型的可信度。针对MCS求解复杂结构系统随机动力学问题时计算量过于庞大的难点，提出了虚拟样机—蒙特卡洛模拟法—支持向量机（VP-MCS-SVM）动力学随机响应求解方法，高效地完成了供输弹系统随机动力学的仿真求解。结合统计推断理论和可靠性分析理论探讨了供输弹系统动作可靠性及随机参数分布特征漂移时的动作可靠性问题利用MSC.Adams和Easy5仿真软件建立了供输弹系统机电液耦合的动力学模型，通过VV&A证明了仿真模型的可信度。针对MCS求解复杂结构系统随机动力学问题时计算量过于庞大的难点，提出了虚拟样机—蒙特卡洛模拟法—支持向量机（VP-MCS-SVM）动力学随机响应求解方法，高效地完成了供输弹系统随机动力学的仿真求解。结合统计推断理论和可靠性分析理论探讨了供输弹系统动作可靠性及随机参数分布特征漂移时的动作可靠性问题为复杂系统动作可靠性的评估提供了新的思路。

量化量测下约束方差滤波的容许量化水平研究

吴允刚，唐振民

2012, 33(6): 753-758. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.020

摘要 ( )

PDF (965KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为解决量化量测下传感器量化水平的选取问题，对于给定的系统滤波方差约束指标，设计了一种容许量化水平尽可能低的滤波器。给出了一种估计误差协方差系统稳定性的条件和当前估计型稳态滤波的线性矩阵不等式(LMI)计算方法。工程意义在于满足系统估计误差方差精度的前提下，尽可能低的量化水平代表着设计人员可以选择分辨率更低的传感器。通过仿真算例说明了算法的有效性。

机器视觉远距离目标尺寸自动标定测量系统研究

乔杨，徐熙平，卢常丽, 刘宇龙, 王继源

2012, 33(6): 759-763. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.021

摘要 ( )

PDF (2447KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

传统的视觉检测系统中，由于测量方法的限制，被测物件始终局限于小尺寸且便于移动的零部件，测量系统也缺乏通用性。当被测目标是建筑物或装甲车辆等这些体积庞大且位置固定的物体时，应用传统的视觉检测方法，很难实现尺寸测量。本文提出一种基于机器视觉原理的尺寸测量系统，避免了传统测量中光源或标准件对测量距离的限制，利用两个相对位置固定的激光测距仪发出的激光斑点确定像素与实际尺寸之间的等比关系，以此计算被测尺寸，实现了距离200 m以内的高精度尺寸测量。经实验验证，本系统在测量距离200 m时的测量精度优于0.15 mm. 由于本测量方法对测量对象的摆放位置及距离无严格要求，所以可广泛应用于位于200 m以内随机目标的尺寸测量。亦可推广至动态目标的尺寸测量。

基于分数阶傅里叶变换的线性调频脉冲时延估计特性分析

邓兵，王旭，陶然，刘贤忠

2012, 33(6): 764-768. doi:10.3969/j.issn.1000-1093.2012.06.022

摘要 ( )

PDF (954KB) ( )

参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以线性调频脉冲压缩的时域特性为参照，分析了基于分数阶傅里叶变换的LFM脉冲时延估计的分数阶傅里叶域特性，并对比了两者在数字信号处理上的差异。可以发现两者在输出信噪比、脉宽压缩比、峰值振幅比的特性基本一致，而在数字实现上，后者精度往往更高，所需数据率可以更低，因此，具有更为广阔的应用前景。

当期目录