兵工学报

2022, 43(3): 0.

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大气信道激光通信系统光束偏振特性

陶宗慧, 刘唯奇, 陈亚楠, 倪小龙, 娄岩, 刘显著, 姜会林

2022, 43(3): 481-488. doi:10.12382/bgxb.2021.0817

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不同偏振特性光束受大气影响特性不尽相同，合理选取最优偏振态光束作为激光通信系统光源，可大大降低通信系统受大气湍流的影响。研究不同初始偏振态激光光束在大气中传输的光强闪烁效应，给出偏振态激光光束经大气传输后闪烁因子的表达式。设计并制作多参数高精度可控激光光源，并采用大气湍流模拟装置来模拟大气湍流，对不同初始偏振态激光光束在大气湍流中传输的光强闪烁效应进行实验研究。结果表明：当偏振角θ取值范围为45°≤θ＜90°时，光束经过大气湍流传输后的闪烁因子随着θ的增大而减小；当0°＜θ≤45°时，光束经过大气湍流传输后的闪烁因子随着θ的减小而减小；左旋圆偏振和右旋圆偏振激光光束的光强闪烁因子随湍流强度的变化趋势基本相同；与线偏振激光光束相比，左旋偏振光和右旋偏振光在相同的大气湍流强度下其光强闪烁因子均小于任何偏振角度的线偏振光；通过对激光通信系统的偏振态进行优化，可以有效抑制大气湍流对激光通信系统的影响，降低接收端光强起伏，降低激光通信系统误码率，有效提高激光通信系统性能。

固相颗粒在C1xb固体火箭发动机中的运动规律

顾兴鹏，李军伟，乔文生，武胜，韩磊，汪琪，王宁飞

2022, 43(3): 489-502. doi:10.12382/bgxb.2021.0136

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基于C1xb型固体火箭发动机内流场，对发动机内的凝相颗粒进行受力分析，并获得固相颗粒运动过程中的速度和加速度。建立二维颗粒运动轨迹模型，并在该模型下获得固相颗粒在发动机内的运动空间分布规律。研究颗粒注入位置、粒径及发动机转速对凝相颗粒运动的影响规律。结果表明：从含铝丁羟推进剂上游端和下游端表面离开的颗粒，有着较大概率与壁面发生碰撞；较大尺寸粒径颗粒会增大颗粒运动过程中与壁面发生碰撞的概率；旋转相对于轴向过载更能对颗粒在发动机内的空间分布产生影响。所得固体发动机内两相流流动规律及颗粒沉积分布沉积规律，可为提高固体发动机性能提供理论指导。

密闭空间内六硝基六氮杂异伍兹烷基复合炸药能量释放特性

刘正, 聂建新, 徐星, 朱英中, 刘攀, 郭学永, 闫石, 张韬

2022, 43(3): 503-512. doi:10.12382/bgxb.2021.0163

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为研究密闭空间内六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）基复合炸药爆炸能量释放特性，实验测试了药氧比为0.35~1.00炸药样品内爆产生的准静态压力。基于理想气体绝热模型和铝粒子气化燃烧方程，计算分析了不同药氧比样品爆炸的能量释放过程，应用非线性有限元AUTODYN 软件模拟了不同药氧比炸药样品密闭空间内爆炸的作用过程。研究结果表明：随着药氧比的增加，复合炸药的准静态压力先升高后降低，在药氧比为0.83时准静态压力达到最大；复合炸药在20 ms内释放的能量随药氧比也呈现先升高后降低的趋势；密闭空间内炸药爆炸产生的准静态压力主要由一定时间内炸药实际释放的能量和能量释放的时间尺度共同决定；准静态压力的计算值与实验结果最大相对偏差为4.7%。研究成果可为先进温压战斗部用高能炸药配方设计与优化提供参考。

飞行器热解炭化材料烧蚀产物对等离子体流场的影响规律

聂春生，杨光，聂亮，周禹，赵良

2022, 43(3): 513-523. doi:10.12382/bgxb.2021.0161

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高速飞行器表面防热材料在气动加热产生的高温下会热解烧蚀，烧蚀产物进入空气边界层流场后，与流场中的高温空气发生复杂化学反应，对飞行器周围空气流场中组分浓度和等离子体分布产生影响。基于求解热化学非平衡Navier-Stokes方程，建立耦合烧蚀壁面的三维等离子体流场计算方法。理论预测电磁衰减测量项目第2次飞行试验（RAMC-II）的等离子体流场，并与飞行试验数据进行比较，验证方法的可靠性。针对升力体飞行器，分析表面材料烧蚀对等离子体流场的影响规律。结果表明：升力体头部流场的电子数密度最高，飞行器身部区域的电子密度相比头部会降低约2~3个量级，对等离子体流场贡献最重要的离子是NO⁺和N⁺；烧蚀产物进入流场会使激波的脱体距离变大，等离子体层厚度增加；随着流动向下游发展，飞行器身部的烧蚀速率降低，但烧蚀产物对等离子体流场的影响范围变大，飞行器身部流场的电子数密度会有一定升高；随着马赫数增大，烧蚀速率变大，壁面材料烧蚀影响更加显著，其中驻点线的峰值电子数密度改变较小，但飞行器身部对称面的电子数密度会显著增大；对于成分存在差异的同一类型防热材料，烧蚀产物进入流场后对激波脱体距离和峰值电子数密度的影响存在差异。

Pd(OH)₂/CeO₂在六苄基六氮杂异伍兹烷和四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷催化氢解脱苄反应中的应用

鲍伶香, 严致远, 宋建伟, 卫改霞, 孙成辉, 庞思平

2022, 43(3): 524-532. doi:10.12382/bgxb.2021.0126

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Pd(OH)₂催化剂对六硝基六氮杂异伍兹烷（CL-20）的制备具有关键作用。选择CeO₂为催化剂载体，用沉积-沉淀法制备8种Pd(OH)₂/CeO₂催化剂，考察制备温度、浸渍时间、碱源、沉淀pH及载体结构对Pd(OH)₂/CeO₂催化氢解脱苄反应活性的影响。结果表明：Pd(OH)₂/CeO₂可同时作为六苄基六氮杂异伍兹烷（HBIW）和四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷（TADBIW）氢解脱苄反应的催化剂，并表现出优异的催化活性，产物收率分别可达91%和95%；将其用于HBIW氢解脱苄反应，在金属Pd用量为底物HBIW质量的0.10%时，TADBIW的产率最高可达91%；将其用于TADBIW氢解脱苄反应，Pd用量为底物TADBIW质量的0.28%时，产率可达87%；所用研究方法使用少量Pd催化剂高效地催化HBIW和TADBIW的氢解脱苄反应，为低成本制备CL-20拓宽了道路。

基于粒子法的柔性气缸导弹弹射数值仿真

赵振，姜毅，刘相新，李玉龙，严松

2022, 43(3): 533-541. doi:10.12382/bgxb.2021.0098

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为进一步提高冷发射装备的可控性、隐蔽性、可重复性和轻量化等作战能力，对一种柔性气缸导弹弹射方式和弹射系统的工作机理进行研究。以粒子法为主要计算方法，对柔性气缸内部的气体射流进行数值计算，结合有限元方法，仿真计算柔性气缸流固耦合工作过程。通过柔性气缸导弹弹射系统实验结果与数值仿真结果的数据对比，验证数值计算方法的正确性与可靠性。改变计算参数，以某16吨导弹为研究对象，对柔性气缸导弹弹射系统的多喷口弹射与弹射工质进行规律性探索。发现柔性气缸导弹弹射系统工作过程中，导弹过载出现两次峰值且较为平滑，调整各个喷口启动时间，可使导弹的弹射动能基本不变，又可优化导弹过载。相比于高压氮气和高压空气，以超临界二氧化碳为弹射工质的柔性气缸导弹弹射系统中，导弹获取的弹射动能下降约41.1%，系统的弹射时间延长约17.1%。

道路约束下多传感器协同地面目标跟踪的管理方法

张昀普，单甘霖

2022, 43(3): 542-555. doi:10.12382/bgxb.2021.0122

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为实现道路约束下地面目标的有效跟踪、控制传感器系统的辐射损失，提出一种多传感器协同管理方法。将传感器管理过程描述为部分可观马尔可夫决策过程，建立道路约束下目标跟踪模型和传感器截获损失模型，给出跟踪精度和截获损失的具体计算方法，并提出一种多普勒盲区下的目标预测状态修正方法；针对高维数下管理方案求取困难的问题，设计了一种莱维飞行- 樽海鞘群算法以快速获得高质量的解。仿真实验结果表明：相比于经典寻优算法，所提算法具有更好的全局搜索能力，能够在缩短寻优时间的同时找到高质量的解；所提管理方法能够有效解决地面目标跟踪问题，既保证了跟踪任务的完成质量，又提高了传感器系统的生存能力。

基于径向基函数神经网络的光电系统自适应控制

张通彤, 姜湖海, 岳巍, 司晨, 袁满

2022, 43(3): 556-564. doi:10.12382/bgxb.2021.0117

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针对光电跟踪系统对于跟踪目标的高精度需求，在硬件设计选型、装调适配完成后，通常需要伺服控制系统设计合理的算法以改善跟踪精度。为持续提高伺服控制系统的综合能力，首先分析跟踪精度的误差模型，通过理论推导以及典型数值计算仿真的方式，验证伺服控制器控制增益对于跟踪精度改善的重要性。在对比多型控制算法基础上，提出基于径向基函数神经网络的自适应控制方法，发挥神经网络控制能够自行学习优化的特点，使伺服稳定平台控制系统具有更高的跟踪精度和更好的鲁棒性。数字仿真以及半实物实验验证结果表明，与传统PID、积分分离PID、单神经元PID控制方法相比，在存在载体扰动条件下，所提方法能够实现在3 Hz带宽内时滞最小约为28 ms，幅值误差在3 Hz处约为4%，可为光电跟踪系统设计实现高精度跟踪提供一种有效设计思路。

弹射座椅动力作用段姿态与轨迹解算

吉霞斌，张通，张瑞芯，徐航，王佩，金利英

2022, 43(3): 565-573. doi:10.12382/bgxb.2021.0129

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针对试验中现役第三代弹射座椅不能自主获取弹射姿态与轨迹问题，研究基于自封闭惯性导航（以下简称惯导）原理，借助试验采集的过载与角速度数据，通过低通滤波与移动平均处理后，采用四元数法与二子样圆锥误差补偿法，分别进行弹射座椅动力作用段姿态与轨迹解算，获得了2发X1型弹射座椅零速度-零高度试验（简称零-零试验）与2发X2型弹射座椅450 km/h火箭撬滑轨试验的动力作用段姿态与轨迹曲线，并将其与光测结果对比分析。结果表明：二子样法对于四元数法精度修正有限，人椅系统弹射后不必考虑非定轴转动带来的误差影响；2发零-零试验中，影响东向轨迹精度的主要因素是横滚角误差，影响北向轨迹精度的主要因素是偏航角与俯仰角误差，影响天向轨迹精度的主要因素是俯仰角误差；2发450 km/h火箭撬滑轨试验中，影响东向与北向轨迹精度的主要因素是时间累积误差，而累积误差对于天向轨迹精度影响较小；误差主要来源于安装、对准、数据采集和处理过程，后续将开展误差纠正研究。

跨介质航行体高速入水空泡壁面运动特性

李宜果，王聪，武雨嫣，曹伟，卢佳兴，何乾坤

2022, 43(3): 574-585. doi:10.12382/bgxb.2021.0145

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跨介质航行体高速入水涉及非定常多相流动，具有很强的理论研究意义和工程应用价值。为获得航行体高速入水空泡壁面的运动特性，对回转体模型高速入水开展试验研究，分析不同激励效果对空泡演化特性的影响，提取极值位移与姿态角和空化数双自变量的关系并进行曲面拟合。试验结果表明：垂直入水时，自由液面以上的喷溅环以及自由液面以下空泡壁面的相对位移近似对称；非垂直入水时，迎流侧喷溅环显著大于背流侧喷溅环；空化数为0.008 5~0.008 8时，以能量传递与空化为主的正激励主导迎流侧空泡壁面极值位移，且姿态角越小，正激励效果越强；3倍直径深度位置以下时，吸气效应负激励效果相对空化效应正激励效果可以忽略，在极值位移曲面中，背流侧呈现近似对称性，迎流侧呈现近似线性。

跨介质飞行器触水滑跳运动特性数值模拟

田北晨，刘涛涛，吴钦，黄彪

2022, 43(3): 586-598. doi:10.12382/bgxb.2021.0164

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受生活中水漂现象的启发，跨介质飞行器广泛采用灵活机动的滑跳运动模式，大大提高了海战武器的突防能力。基于数值模拟方法研究具有复杂构型的跨介质飞行器触水滑跳运动特性，重点分析入水参数对跨介质飞行器静水面的近水面滑跳运动过程影响。研究结果表明：针对所提跨介质飞行器，近水面滑跳运动可分为稳定滑跳阶段及水面滑行阶段，稳定滑跳阶段飞行器运动轨迹呈类正弦规律波动，逐次入水砰击瞬间飞行器均会受到较大的砰击载荷；跨介质飞行器入水速度v取值为10~55 m/s范围时，随着入水速度增大，可顺利实现近水面滑跳运动的入水俯仰角范围先增大后减小，入水速度为30 m/s时，飞行器入水俯仰角φ有效范围最大为-8°~10°；跨介质飞行器近水面滑跳运动过程中入水速度越大，砰击载荷越大、稳定滑跳次数越多、稳定滑跳距离越远；入水俯仰角φ为0°~5°时飞行器近水面稳定滑跳次数最多，滑跳距离最远，滑跳姿态最稳定。

潜载导弹水下弹射筒口气泡数理模型

刘浩天，傅德彬，毕凤阳，杨华伟，卢丙举

2022, 43(3): 599-604. doi:10.12382/bgxb.2021.0089

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潜载导弹水下弹射产生的筒口气泡载荷对水下发射安全有着重要影响。围绕潜载导弹水下弹射筒口气泡膨胀降压和收缩增压的物理机制，建立筒口气泡载荷发展变化的数理模型，为气泡载荷特性分析提供有效途径。数理模型利用不可压缩势流模型描述水环境在气泡作用下的流动状态，采用包含筒内外工质气体的均压模型描述气泡压强变化，并采用直接边界元法进行求解计算。结合弹射实验数据和计算流体力学仿真结果的对比分析表明，数理模型可有效反映水下弹射弹体离筒初期筒口气泡的发展演变过程，能够用于筒口气泡载荷特性的预估和分析。

阻塞效应显著的限制水域船舶水压场数值模型构建与应用

邓辉，王尔力，易文彬，王克彬，张志宏

2022, 43(3): 605-616. doi:10.12382/bgxb.2021.0106

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水压水雷依靠船体航行引起的水压场信号而工作，其在浅水、近海等限制水域布防威胁更大。为准确预报限制水域船舶水压场特性，基于黏流理论构建船舶水压场计算流体动力学数值模型，对船舶航行于极窄矩形、阶梯航道等限制水域产生的升沉纵倾、兴波、阻力及水压场等进行计算，并与文献\[9\]对比分析；基于势流理论构建船舶水压场有限差分数值模型，对比分析两种数值模型的船舶水压纵向曲线，两种数值模型的理论方法虽不同，但结果较为吻合，均可适用于阻塞效应显著或存在混合流动的限制水域，可为更多限制水域船舶水压场特性预报提供技术支撑。研究结果表明：阻塞效应越显著，对计算域网格划分质量要求越高，越需要对水底、岸壁等边界进行均匀加密过渡处理，并设置小时间步长；阻塞效应越显著的限制水域对船体航行姿态影响越大，从而影响船舶水压场特性，使得负压峰值等改变较大，若不能准确预报，则可能导致水雷引信参数设计不合理，战机延误。

地磁模拟法测量舰船感应磁场的数值模拟

王锴松，周国华，刘月林，王玉芬，刘胜道

2022, 43(3): 617-625. doi:10.12382/bgxb.2021.0110

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地磁模拟法测量舰船感应磁场具有测量速度快、实施方便等优点，但感应磁场测量精度受模拟地磁场均匀度所限制，研究其影响规律对推广应用地磁模拟法具有重要意义。从地磁模拟法原理出发，借助COMSOL多物理场有限元仿真平台，设计椭球壳解析算例来验证该仿真平台分析地磁模拟法测量感应磁场的有效性。设计某舰船算例进行数值模拟研究，定量分析了地磁模拟法测量舰船感应磁场的精度受模拟地磁场均匀度影响的变化规律，以及舰桥结构对感应磁场测量精度的影响程度。结果表明：当模拟地磁场均匀度达到91%时，感应磁场测量精度优于90%，若继续增加均匀度，则感应磁场测量精度提升效果变缓，工程效费比降低；舰桥结构对均匀度评估的影响程度为0.2%，对感应磁场测量精度的影响程度为2.7%，且当整体均匀度高于91%后，其影响程度降至2.5%，可忽略该结构对感应磁场测量的影响。研究结论为实际舰船消磁中进一步推广应用地磁模拟法提供了依据,也为地磁模拟线圈的优化设计提供了一定的参考。

具有全向控制的水下碟形滑翔机自抗扰控制

张文清，邹佳运，张小川，韩梅，邹司宸

2022, 43(3): 626-636. doi:10.12382/bgxb.2021.0148

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针对水下碟形滑翔机特殊的外形结构及运动特点，重点研究欠驱动多约束条件下水下碟形滑翔机的自主控制问题。建立水下碟形滑翔机动力学模型，分析水下碟形滑翔机的欠驱动控制特点和平面双轴对称的结构特点；设计具有4个喷水推进器的全向驱动机制，给出全向控制动力输出方程；设计自抗扰控制器，并建立基于MATLAB+MFC软件的水下无人航行器可视化仿真平台。大量数值实验结果表明，所提设计控制器具有可靠性和有效性，可实现水下碟形滑翔机在三维空间动态过程的平稳运行。

信号传播速度未知下水下多基地声纳定位算法

范超, 王鼎, 杨宾, 尹洁昕

2022, 43(3): 637-652. doi:10.12382/bgxb.2021.0134

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针对水下多基地声纳定位系统中声波信号传播速度未知的情况，以到达时间差为系统观测量，提出一种基于误差约束等式的联合估计声波信号传播速度和目标源位置的闭式解定位算法。算法需要分两步进行。第1步通过引入辅助变量，将非线性观测方程转化为伪线性方程进行处理，求得目标源位置以及信号传播速度的初始估计解；第2步根据初始估计解的估计误差所服从的等式约束，构造新的优化模型，再用拉格朗日乘子法进行求解。推导了算法的联合估计均方误差，从理论上证明了其可以达到相应的克拉美罗界。通过数值仿真验证了估计均方误差的理论分析，并与现有算法进行仿真比较，证明了所提算法与现有算法相比具有优越性。

下肢外骨骼的膝关节轴线自适应设计与尺度综合

马春生, 尹晓秦, 马振东, 米文博

2022, 43(3): 653-660. doi:10.12382/bgxb.2021.0171

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针对目前外骨骼膝关节与人体膝关节旋转轴线不重合，人机之间存在“寄生力”的问题，提出一种混联外骨骼膝关节和一种基于李代数的运动学规划算法。利用运动学模型建立驱动器和人体运动之间的映射，对人体运动进行感知，构建关节位形空间。介绍了一种基于螺旋理论的参数选择方法，结合粒子群优化算法，以工作空间面积和全局传递指标为优化目标，优化了膝关节外骨骼的尺度。仿真和实验结果表明：膝关节外骨骼的工作空间覆盖了膝关节运动范围，支链传递效率均大于0.7；外骨骼可以精确根据人体运动调整自身运动轴线，消除人机之间的“寄生力”。

挤出沉积3D打印工艺参数对发射药尺寸及拉伸强度的影响

周梦蕾，南风强，何卫东，王沫茹，堵平，王彬彬

2022, 43(3): 661-666. doi:10.12382/bgxb.2021.0103

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针对现有发射药制造存在成型结构简单、难以满足日益增长的复杂结构需求，基于挤出式3D打印技术建立挤出沉积模型，确定挤出3D打印过程的重要工艺参数，开展3D打印工艺参数对发射药成型尺寸及拉伸强度影响的实验研究，分析针头内径、打印速度、底板温度等工艺参数对发射药尺寸和拉伸强度的影响。结果表明：针头内径为0.7 mm、打印速度为3 mm/s、底板温度为35 ℃时，发射药样品的尺寸最佳；针头内径为0.7 mm、打印速度为4 mm/s、底板温度为35 ℃时，发射药样品的拉伸强度最佳。

新型三维平移自由度Delta机构准零刚度隔振平台及特性

翁泽宇，刘胜利，吴晓郁，余行行，王武江，朱甫宏

2022, 43(3): 667-675. doi:10.12382/bgxb.2021.0144

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为实现空间三维低频隔振，提出一种具有空间三维平移自由度的新型Delta机构，并以此为基础，演绎成为具有负刚度特性的并联机构，然后并联正刚度的竖直弹簧，得到一种新型三自由度并联机构准零刚度隔振平台。通过建立隔振平台的静力学和动力学模型，分析其动平台在不同空间坐标位置时各自由度方向上的刚度特性和固有频率。结果表明：隔振平台在水平方向上静力学特性呈线性关系，且仅与水平方向位移有关；在竖直方向具有准零刚度特性，可获得较低的固有频率，且仅与竖直方向位移有关，当动平台偏离平衡位置，零刚度特性不再明显。对隔振平台是否引入具有负刚度特性并联机构进行竖直方向固有频率测试，测试结果验证了引入负刚度特性并联机构的隔振平台可大幅度地降低系统在竖直方向的固有频率。

有限转角钢带的传动特性及预紧张力对输出特性的影响

鲁强，高志峰，钟小兵，戴军，黄秋，胡绍云

2022, 43(3): 676-685. doi:10.12382/bgxb.2021.0080

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为分析有限转角钢带系统的传动特性以及预紧张力对其输出特性的影响，建立有限转角钢带传动系统的蠕滑率和传动比数学模型，开展有限转角钢带蠕滑率和传动比的影响因素研究。在建立刚柔耦合动力学模型、钢带预紧张力计算数学模型基础上，通过多体动力学仿真软件和物理样机实验开展预紧张力对系统输出特性的影响研究。研究结果表明：钢带厚度、翻滚角、翻滚角速度与钢带传动速度比、横向位移以及摩擦轮半径是钢带蠕滑率和传动比的主要影响因素；预紧张力越大，钢带系统的输出转角偏差越小，系统输出精度越高且传动越平稳；当预紧力为11 N时，系统超调量为40%，输出角度误差为6.4%；当预紧力增加到84 N时，超调量减小到1%，输出响应时间减小为原来的20%，且输出角度误差减小到1.4%；蠕滑率、传动比和预紧张力的数学模型可为有限转角钢带传动系统研究提供理论基础和有效参考。

基于约束多目标优化算法的夹具定位方案稳健性优化设计

鲁宇明，张祥飞，黎明，赵闵清

2022, 43(3): 686-693. doi:10.12382/bgxb.2021.0064

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设计人员通常根据自身经验或某些特定的优化方法获得稳健的夹具定位方案。由于设计人员的经验水平及使用条件等方面的限制，导致该类方法缺乏通用性，为此提出了一种约束多目标优化算法确定夹具定位方案。该算法由稳态演化的可行解搜索阶段和双种群优化阶段构成，将网格约束分解的方法和基于可行性准则的方法结合，以合作的方式求解约束多目标优化问题。经过测试函数的检验以及与其他算法对比验证该算法的可行性，以工程问题为例，完成了夹具定位方案优化设计。研究结果表明，约束多目标优化算法的设计方法具有更好的通用性和实用性，不仅简化了夹具定位方案设计程序，而且揭示了工件在不同方向上偏移方差之间的相互关系。

基于响应面法的双级串联轴承结构优化设计

胡晶，翟九童，张心明，李海龙，荀博

2022, 43(3): 694-703. doi:10.12382/bgxb.2021.0137

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双级串联轴承相比传统的单级轴承具有极限转速高、使用寿命长等优点，但双级串联轴承相比单级轴承增加了一级轴承结构，导致整体质量较大，限制了很多场合的应用。针对此问题，对双级串联轴承结构进行优化设计。通过有限元分析，得到轴承等效应力、接触应力和整体温升情况，并采用响应面法对各设计变量进行局部灵敏度分析，确定并筛选出与目标函数相关性较高的参数。以轴承质量、疲劳寿命和温升为优化目标，以球径、球数和沟曲率半径系数为设计变量，通过多目标遗传算法对双级串联轴承进行多目标优化设计，从而得到双级串联轴承最优内部几何参数，并根据优化结果搭建试验装置进行了试验验证。优化结果表明：优化后双级串联轴承质量减轻10.47%，最大接触应力减小9.11%，最大等效应力减小6.45%，最大温度增大1.9%，所提优化方法为双级串联轴承结构设计及航空场合的拓展应用提供理论依据。

级联电源时序控制方法

谭强，高迎慧，陈洪涛，康鑫，孙鹞鸿，严萍

2022, 43(3): 704-711. doi:10.12382/bgxb.2021.0112

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电池组级联(BPCSs)电源的脉冲电容器电压是电磁推进的关键指标，重频模式下电池组多次为脉冲电容器充电后容量衰减，脉冲电容器电压在规定时间内达不到电压设定值，电磁推进的一致性将无法保证。基于BPCSs电源理论模型，提出一种时序动态调整算法，通过调整电池组串入回路的时刻来提高充电速度。实验结果表明：在电池组容量衰减40 V情况下，该算法充电时间缩短9.3%，平均电流提升10.2%，平均功率提升10.3%，能够保证重频模式下脉冲电容器电压及时达到设定值。

随机退化应力作用下设备剩余寿命预测方法

许晓东，唐圣金，谢建，于传强，王凤飞，韩洋洋

2022, 43(3): 712-719. doi:10.12382/bgxb.2021.0018

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有效的剩余寿命预测对设备可靠性与安全性起着关键作用，不确定的内部老化状态和外部使用工况导致的随机退化应力会极大地影响设备的退化速率和健康状况。提出一种新的随机退化应力作用下的设备剩余寿命预测方法。将随机退化应力引入老化过程，基于维纳过程建立随机应力作用下的设备老化模型，提出融合期望最大化算法和粒子群优化算法的先验参数离线估计方法；在贝叶斯框架下在线更新随机系数，推导剩余寿命预测结果的概率密度分布函数。基于锂电池实验退化数据验证了所提方法的有效性。结果表明，考虑随机应力对设备退化规律的影响，能够有效提高剩余寿命的预测精度并降低预测结果的不确定性。

装甲装备维修器材需求数据模拟

张磊, 李世民，康淑瑰，王铁宁，郭猛超

2022, 43(3): 720-728. doi:10.12382/bgxb.2021.0113

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为解决小样本条件下运用大数据驱动模型预测装备维修器材需求效果不理想的问题，提出一种新的数据模拟扩充算法。通过将不同时间段的器材累积消耗值作为相似度量改进了AP聚类算法，并对数据进行迭代聚类。结合改进后聚类算法的特点，将聚类为同一类别数据的各报告期器材相对消耗值考虑为正态分布数据，进而确定待预测数据各分量的正态分布数字特征。运用数学软件生成大量随机模拟样本构建训练集并进行预测。数值算例结果表明，通过本文方法生成的模拟样本可有效提升大数据驱动预测模型用于小样本器材需求预测的效果。随着模拟样本数据数量的增多，不同预测模型的预测结果稳定于同一预测值附近，有效提高大数据驱动模型预测结果的可信性。

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