当期目录

2024年 第45卷 第6期    刊出日期：2024-06-30

上一期    下一期

整期电子版

整期电子版

2024, 45(6):  0. 

摘要 ( )   PDF (212408KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

目录

目录

2024, 45(6):  0. 

摘要 ( )   PDF (1017KB) ( )  

相关文章 | 计量指标

活性壳体温压战斗部对相控阵雷达天线的毁伤效应

焦晓龙, 徐豫新, 吴宗娅, 周彤

2024, 45(6):  1725-1734.  doi:10.12382/bgxb.2023.0895

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (11667KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

研究活性壳体与温压炸药组合战斗部的威力,以及对相控阵雷达天线靶标的毁伤效应,以期提升对其的毁伤效果,并为相关战斗部设计提供支撑。设计活性壳体、20号钢壳体2种同尺寸结构温压战斗部,进行战斗部毁伤模拟相控阵雷达天线靶标试验,测试并分析火球温度、冲击波、靶标介质棒损坏比例等数据。试验结果表明:相同尺寸结构和装药量下,相对钢壳战斗部,活性壳体战斗部火球最高温度提高14.9%、500℃以上火球面积增加20%~50%,冲击波比冲量始终高于钢壳战斗部,对8m处靶标的毁伤程度提升15.5%;温压战斗部可通过自然破片和冲击波毁伤靶标,冲击波能够造成介质棒大面积脱落,基于试验结果分析,对于54.8%以上阵面辐射单元毁伤,冲击波比冲量应达到142.5Pa·s以上。

深部岩体爆破冲击波能量分布特征

杨建华, 彭超, 叶志伟, 冷振东, 魏彬

2024, 45(6):  1735-1746.  doi:10.12382/bgxb.2023.0254

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5340KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

地应力对岩体爆炸应力与爆炸能量的分布有重要影响。针对深部岩体爆破冲击波能量分布,基于叠加原理,计算地应力和爆炸荷载双重作用下岩体爆炸应力分布,结合岩体破坏准则,得到了冲击波作用下深部岩体的破坏特征,分析不同工况下传递入深部岩体引起爆破扩腔、径向裂隙扩张及岩石弹性变形的冲击波能量占比,采用数值模拟方法探究了地应力对岩体爆破冲击波能量分布的影响。研究结果表明:岩体性质、炸药性能及地应力水平均会对深部岩体冲击波能量分布产生显著影响;高地应力环境下,硝铵炸药传递入硬岩(花岗岩)的冲击波总能量占比及有效能量的占比较于软岩(页岩)更小,与低性能炸药相比,采用高性能炸药爆破时传递入花岗岩的冲击波总能量占比及有效能量的占比更大;随地应力增大,用于爆腔膨胀的冲击波能量占比基本不变,用于裂隙扩张的冲击波能量占比近似呈线性减小,用于引起弹性变形的冲击波能量占比近似呈指数增长;高地应力环境下,传递入岩体的冲击波总能量占比虽然较大,但有效能量的占比较小;研究成果可为改善深部岩体爆破冲击波能量分布及提升岩体爆破效果提供参考。

基于深度学习和双域融合的红外成像制导系统复杂背景噪声去除方法

栗苹, 周宇, 曹荣刚, 李发栋, 曹宇曦, 李佳武, 张安琪

2024, 45(6):  1747-1760.  doi:10.12382/bgxb.2023.0307

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (14242KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

红外成像制导系统受到严苛运行环境影响,其成像过程伴随复杂背景噪声干扰,严重影响系统制导跟踪精度。为减少复合噪声对红外成像效果的影响,在分析多种常见噪声的成因和特性的基础上,提出一种基于加性成分和乘性成分的噪声特性先验设定,结合空间域和变换域的双域融合去噪思想,设计了一种基于深度卷积神经网络的多类型噪声去除方法。该方法将富梯度流卷积模块引入UNet++结构以缩减梯度信息冗余并提升多感受野特征提取能力;针对噪声形态特性提出维度注意力机制以实现双域噪声估计;引入高阶双树复小波变换作为域变换方法,提升在不同尺度和方向上对噪声成分的识别能力。通过消融实验验证了噪声先验设定以及双域融合去噪思想的有效性和优越性,通过对比实验证明了所提方法对多种类型噪声均具有优秀的去噪能力。所提方法对高斯噪声的去噪峰值信噪比和结构相似度指标分别达到29.57和0.85,优于其他典型噪声抑制方法;对多类型混合噪声则分别达到27.84和0.82,达到良好的去噪水平。此外,也验证了所提方法对真实图像噪声具有优秀的去噪能力。

武器站伺服传动装置在线辨识与自适应控制方法

谢馨, 郑杰基, 李宝宇, 于滨, 范大鹏

2024, 45(6):  1761-1775.  doi:10.12382/bgxb.2023.0342

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6872KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对武器站俯仰轴伺服传动装置在武器载荷变化时控制精度和安全性下降的问题,提出基于多参数在线辨识的自适应复合控制方法。基于符号函数的线性化方法,构建包含传动间隙、电机和负载摩擦非线性的伺服传动装置待辨识模型框架,推导出待辨识参数的显式迭代方程,通过带遗忘因子的递推增广最小二乘算法实现参数在线辨识。在此基础上,提出自适应比例积分控制器与自适应状态扩张卡尔曼滤波器相结合的复合控制方法。实验结果表明:参数辨识方法可实现伺服传动装置9个关键动力学参数的精确在线辨识,稳态辨识误差不超过10%。自适应复合控制方法将系统速度跟随残差均方根降低了28.24%,有效提升了俯仰轴在武器载荷变化时的控制精度和稳定裕度。

基于多模式加速及反步滑模的航空发动机压气机压力模拟方法

林忠麟, 王海涛, 刘文超, 甘锦裕, 张天宏, 黄峰

2024, 45(6):  1776-1786.  doi:10.12382/bgxb.2023.0354

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6541KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

在航空发动机硬件在环仿真试验中,压气机出口压力模拟是一个重要的环节。为模拟压气机失稳过程中的气流突变现象,需要设计一种高精度的压力模拟系统,通过该模拟系统生成真实压力信号为全权限数字发动机控制器提供准确的压力激励。根据开关阀特性提出多模式加速切换策略,设计加速驱动波形及生成方法,结合现场可编程门阵列模块精确输出加速波形,提高开关阀启闭速度;在传统三模式与五模式切换的基础上设计七模式切换方法,结合反步滑模控制方法提高控制精度并证明了控制系统的稳定性。研究结果表明:在稳态压力测试中最大平均超调量为1.25%,最大平均稳态误差为0.016MPa;在随机阶跃响应试验与正弦跟踪试验中仅有低于0.02MPa的平均误差;压力模拟方法可满足航空发动机硬件在环仿真试验的高精度压力模拟需求,低成本的实现精准模拟压力。

一种基于迁移学习的多任务制导算法

罗皓文, 何绍溟, 亢有为

2024, 45(6):  1787-1798.  doi:10.12382/bgxb.2023.0082

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5522KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对典型的飞行器制导任务,利用深度学习算法可以有效地拟合导弹飞行状态与制导指令之间的函数关系。然而当制导任务发生变化时,其二者之间的映射关系也会随之改变,从而导致在当前环境下预训练好的模型无法直接作用于新环境,重新训练制导模型需要大量的弹道数据和巨额的时间成本。为解决上述问题,基于迁移学习的思想引入域对抗神经网络,提出基于迁移学习的多任务制导算法。以1个含有大量标签数据的源域任务辅助2个含有极少量标签数据的目标域任务进行迁移学习,从而克服预训练与在线控制之间的环境差异。使用特征提取器和域判别器提取出对任务环境不敏感的关键特征,使神经网络学习到各个任务所共享的底层信息;为提高预测精度,分别设计针对不同任务的偏置加速度预测器。数值仿真结果表明:基于迁移学习的多任务制导算法实现了导弹在不同任务中的加速度指令预测。

基于多判别器双流生成对抗网络的红外与可见光图像融合

武凌霄, 康家银, 姬云翔, 马寒雁

2024, 45(6):  1799-1812.  doi:10.12382/bgxb.2023.0130

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (8327KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对现有的红外与可见光图像融合方法对源图像信息保留不充分的问题,改进了一种基于多判别器双流生成对抗网络(Generative Adversarial Network,GAN)的红外与可见光图像融合算法。改进的GAN融合框架包含一个生成器与四个判别器,将差分图像作为辅助信息,从而进一步提升网络的融合性能。算法中的差分图像不仅被作为源图像的附加信息,引导生成器关注不同模态图像的独特信息,还被用作真实数据分布,协助差分判别器与生成器进行对抗训练。所改进网络模型中,生成器采用双编码器-单解码器结构,其中编码器旨在提取不同模态特征,主要采用密集连接结构,并结合注意力模块;解码器旨在根据联结高维特征重构出融合图像。判别器对输入图像是来自真实图像还是融合图像进行判断,并根据判断的结果对生成器进行约束优化。实验结果表明,相较于对比算法,所提算法在主观判读和客观指标评价两方面均取得了更优异的融合效果。

基于改进深度Q网络的机器人持续监测路径规划

王霄龙, 陈洋, 胡棉, 李旭东

2024, 45(6):  1813-1823.  doi:10.12382/bgxb.2023.0227

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5641KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

持续监测问题指的是通过规划移动机器人在路网中的巡逻路线,从而对路网环境实施长期监测,以实现保障环境安全的目的。环境中的待监测点通常受到最大允许监测周期(重访周期)的限制,并且最优的监测路径不应具有固定的周期,否则监测过程容易被恶意入侵者针对性地破坏。针对上述问题,提出一种基于改进深度Q网络(Deep Q Networks, DQN)的机器人监测路径规划算法。改进DQN的决策方法,使机器人获得一条监测频率高、安全性好(防止被智能入侵的能力)、非固定周期的监测路径。仿真实验结果表明:所提算法可以高效地覆盖所有待监测节点;与传统的DQN算法相比,该算法不会使监测陷入周期性的循环路径之中,增强了系统的抗入侵能力。

基于响应面法的轻质尾翼均匀挤压成形数值模拟及模具结构优化

贾晶晶, 张治民, 于建民, 薛勇, 吴昂

2024, 45(6):  1824-1839.  doi:10.12382/bgxb.2023.0187

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (14795KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对轻质镁合金尾翼正挤压成形金属流动不均匀和力学性能各向异性大的问题,提出一种可调控金属均匀流动的金属蓄料池模具结构。基于Deform-3D有限元模拟分析,采用Box-Behnken响应曲面法以金属蓄料池结构参数:深度h、池壁距尾翼芯部型腔长度D₁、池壁距翼片型腔长度D₂和池壁与翼片型腔之间夹角α为变量,建立出模口金属流速均方差和成形载荷与金属蓄料池结构参数之间的响应关系。响应曲面分析结果表明:最佳的金属蓄料池结构参数为h=7mm,D₁=13mm,D₂=6mm,α=11°。采用优化后的模具结构参数进行模拟验证和物理试验,金属流动不均匀和力学性能各向异性均得到改善,并成功试制出形状尺寸和力学性能指标满足要求的尾翼形零件。

冲击加载下PBX界面对热点形成和安全性影响

夏全志, 吴艳青, 柴传国, 杨昆, 黄风雷

2024, 45(6):  1840-1853.  doi:10.12382/bgxb.2023.0122

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (9131KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

高聚物粘结炸药(Polymer-Bonded Explosive,PBX)界面结构对其热点形成和冲击安全性有显著影响。为研究冲击条件下PBX点火响应过程,通过图像数字化建模和矢量化技术,建立反映PBX真实细观结构特征的有限元模型。考虑材料内部摩擦生热、晶体变形温升以及晶体放热反应过程,对PBX冲击载荷下热点形成进行数值仿真,并引入热点密度作为依据来判断材料是否点火,进一步研究晶体表面粗糙度和晶体包覆缺陷对材料点火感度与安全性的影响。试验结果表明:在冲击加载过程中,PBX内部热量前期主要来源于摩擦生热和晶体变形温升;当温度逐渐升高后,热量主要来源于晶体放热反应;材料发生点火的临界热点密度为0.68mm^-2,降低晶体表面粗糙度并提高晶体表面包覆质量,有助于抑制热点的形成,使材料降感,进而提升PBX安全性;研究结果可用于高能炸药的点火感度及安全性评估,并指导其生产加工与制备工艺。

细长潜器在内孤立波作用下大幅运动的轨迹和姿态

刘忻丹, 勾莹, 滕斌

2024, 45(6):  1854-1865.  doi:10.12382/bgxb.2023.0313

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6196KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

海洋内部的大幅内孤立波可能会威胁到潜器的航行稳定性和安全性,为探究潜器迎面遭遇内孤立波时的运动特性,建立两层流中细长潜器结构在内孤立波作用下的大幅运动时域求解模型。考虑潜器各运动自由度耦合引起的非线性作用力,潜器受到的内孤立波力采用Morison方程和Froude-Krylov力计算,由内孤立波传播引起的静力变化通过对潜器表面静压强积分计算。通过与计算流体力学数值仿真结果和物理模型试验结果对比验证模型的精度,并计算SUBOFF潜器在两层流中不同潜深、不同航速时迎面遭遇KdV型内孤立波后的运动轨迹和姿态。数值仿真结果表明:内孤立波作用下,位于密度分层界面上方和分层界面处的潜器沿内孤立波传播方向运动,位于密度分层界面下方的潜器逆着内孤立波传播方向运动;垂向上潜器会发生大幅掉深,且先下沉再上浮;不同潜深、航速下潜器表现出不同的运动轨迹和姿态。

鸭式布局二维修正双旋弹角运动及转向响应特性分析

李红云, 申强, 邓子龙

2024, 45(6):  1866-1876.  doi:10.12382/bgxb.2023.0057

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5984KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为研究鸭式布局双旋弹受控状态下的动态响应规律,对弹丸角运动特性及转向响应特性进行理论分析。基于7自由度刚体弹道模型,求解弹丸受控状态下的攻角瞬态及稳态解析解,并推导弹丸瞬态及稳态转向响应解析表达式。研究控制指令更新周期、射角、转速及初速对转向响应特性的影响。研究结果表明:输入控制力方向对转向响应相移角影响较小;控制指令更新周期较短时,在弹道顶点相移角瞬态解与稳态解相差较大,采用瞬态解修正后弹丸横纵向耦合程度较低,随着指令更新周期的增大,转向响应相移角瞬态解逐渐趋于稳态解;相移角稳态解随转速增加而减小,随初速增加而增加。通过实验数据验证了理论的正确性。研究结果可为鸭式布局双旋弹二维修正控制系统分析设计提供理论依据。

一种结构不确定分析的改进多维平行六面体模型

乔心州, 张锦瑞, 方秀荣, 刘鹏

2024, 45(6):  1877-1888.  doi:10.12382/bgxb.2023.0085

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (7677KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

多维平行六面体模型是一种能够同时考虑相关变量和独立变量的非概率凸集模型,更适用于工程结构中常见的多源不确定性问题。为更加有效合理地度量结构不确定性,提出一种改进多维平行六面体模型。通过定义区间变量的相关角和边缘区间,给出模型不确定域的显式表达式,进而给出依据实验样本点构建多维平行六面体模型的方法。3个算例分析结果表明,改进多维平行六面体模型能够较好地反映区间变量之间的相关性,是一种比传统多维平行六面体模型更为紧凑合理的模型。

基于人工神经网络算法的多相云雾爆轰毁伤效应预测模型

徐永康, 薛琨

2024, 45(6):  1889-1905.  doi:10.12382/bgxb.2023.0094

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (7080KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

云雾爆轰毁伤范围的预测是云爆武器造成大规模毁伤的研究基础,但云雾爆轰后超压场分布规律与燃料浓度的依赖关系未知,制约了对于云爆毁伤范围的预测。因此,针对2种最为常用的多相云雾燃料,采用最小自由能法计算得到了液相燃料完全以液滴或蒸汽形式存在的多相云雾发生理想爆轰的CJ参数,并通过拟合,得到体JWL状态方程参数。在此基础上计算得到了不同浓度和状态的多相云雾理想爆轰造成的超压场,并借助人工神经网络获得了浓度范围在0.03~0.30kg/m³的气固两相和气液固三相云雾场爆轰峰值超压随比例距离衰减规律的代理模型并预测不同毁伤等级对应的毁伤比例半径随燃料浓度的变化,得到毁伤比例半径最大的最优浓度。研究结果表明:云雾区中液相燃料以液滴或蒸汽形式存在对云雾爆轰参数,产物JWL状态方程参数,与云爆爆轰后超压场分布规律的影响都比较微弱(<1.5%);在0.03~0.18kg/m³的燃料浓度范围内,Ⅰ级~Ⅲ级毁伤比例半径的最大和最小值分别相差21%、19%、6%,因此大装药结构形成的云雾场爆轰后,Ⅰ级和Ⅱ级毁伤半径与燃料浓度的依赖性更强。

泵控多连杆式起竖系统自抗扰力同步控制

朱威霖, 姚建勇, 刘家辉, 黎兰, 张佳林

2024, 45(6):  1906-1920.  doi:10.12382/bgxb.2023.0318

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6664KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对泵控多连杆式起竖系统存在的非线性、模型不确定性和双缸不同步引起的力纷争问题,提出一种双缸起竖系统自抗扰力同步控制设计方法。考虑多连杆起竖机构运动学特性和闭式泵控液压系统的压力流量动态,建立多连杆式起竖系统动力学模型,通过扩张状态观测器估计系统干扰和模型不确定性,以在控制器设计过程中进行补偿,同时融合复合力同步控制方法,增强系统克服负载偏载、外干扰等引起的力纷争。基于Lyapunov理论分析证明了多连杆式双缸起竖系统的渐近跟踪和力同步性能。通过中速和快速恒功率起竖对比试验,验证所提自抗扰力同步控制策略的有效性,获得了良好的起竖跟踪和力同步控制性能。

多目标击水声信号特征关联方法

李研赫, 邹男, 张丽敏, 刘冰, 修贤, 吴宗铮, 傅可一

2024, 45(6):  1921-1932.  doi:10.12382/bgxb.2023.0250

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4943KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

目标入水产生的击水声信号形式复杂,在海洋尖刺干扰的影响下易造成漏报和虚警,当多目标不等间隔陆续入水,不同观测节点间同一目标的击水声信号难以正确关联。针对上述问题,提出一种多目标击水声信号关联方法。通过经验模态分解将检测到的瞬态信号分解为固有模态函数(Intrinsic Mode Function, IMF),并提取各阶IMF的频谱等特征,利用灰色关联分析,模糊C均值聚类两种算法实现多击水声信号的关联,为后续的分布式定位提供必要条件。仿真结果表明:当特征参数个数为6时,两种方法的目标关联正确率分别可达98%和87%;当测量节点个数为7时,两种方法的目标关联正确率分别可达95%和87%。仿真结果证明了本文方法的可行性和有效性。

平头射弹前体参数对弹道稳定性及射程的影响

许云涛, 檀大林, 杨超, 戴玉婷, 王震霄, 周鹏

2024, 45(6):  1933-1941.  doi:10.12382/bgxb.2023.0236

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (4024KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为研究超空泡射弹前体参数对弹道稳定性和射程的影响规律,建立一种基于模态动力学的流场与弹道高效耦合仿真方法,提出超空泡射弹尾拍过程稳定度和有效射程的量化评价方法,完成针对泡型计算方法和尾拍弹道求解方法的合理性验证。在此基础上,分析射弹不同前体头径和锥段长度组合条件下的弹道稳定性和有效射程变化规律。研究结果表明: 随着前体头径和锥段长度的增大,射弹稳定性越来越高,失稳弹道存在“直接失稳”和“振荡失稳”两种模式;射弹各头径对应的最大射程随着头径的增大先增加后减小,设计域内最大射程和最小射程相差3.8倍,前体参数对弹道有效射程有较大影响。

基于频次与极值外推综合的载荷外推总体方法

高华, 单春来, 刘军, 张凡凡, 刘朋科

2024, 45(6):  1942-1953.  doi:10.12382/bgxb.2023.0072

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (8767KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

载荷外推作为载荷谱编制的重要技术手段,当前研究缺乏对于载荷外推总体方法的全面梳理、马尔可夫稳态分布的求解方法适应性不够、缺乏不同非参频次外推方法的比较与选用原则,导致不便生成高精度载荷谱以支撑装备性能设计。围绕坦克在高机动和极限工况下的载荷谱编制问题,基于某坦克行进间身管位移数据样本,分别使用基于雨流矩阵及核密度估计的非参数外推法、基于马尔可夫链蒙特卡洛(Markov Chain Monte Carlo,MCMC)的信号重构法以及Metropolis-Hastings(简称MH)直接采样法进行了载荷频次外推,并针对MCMC的信号重构法提出了一种改良马尔可夫稳态分布的求解方法。应用所提出的频次-极值相结合的载荷外推总体方法对坦克身管位移进行了频次扩充与极值预测,并结合实车试验结果验证了方法的准确性。研究结果表明:改良的马尔可夫稳态分布求解方法是有效的;在样本长度足够、外推精度要求不甚高的情况下,MH直接采样法可作为一种新的频次外推方法;运用频次-极值相结合的载荷外推总体方法所得结果精度较高;形成的频次外推法选用原则对于载荷谱编制过程中的方法选择具有一定的指导意义。研究工作为装备载荷谱的高质量编制提供了成熟的技术路线和参考。

泡沫铝填充薄壁金属圆管吸能特性的预测及优化方法

严松, 姜毅, 邓月光, 文享华

2024, 45(6):  1954-1964.  doi:10.12382/bgxb.2023.0366

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5598KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为提高泡沫铝填充薄壁金属圆管的吸能特性并进行高效率结构设计,基于均匀拉丁超立方试验设计方法和径向基函数神经网络,构建轴向冲击下泡沫铝填充铝管吸能特性的近似模型,并将近似模型嵌入遗传算法中实现构件的结构优化。研究结果表明:基于径向基函数神经网络构建的近似模型的拟合优度大于0.99、均方根误差小于0.08,且近似模型的计算耗时仅为数值计算的0.56%;近似模型在保证较高精度的同时可大幅提高计算效率;对泡沫铝填充铝管的结构优化发现,通过增大圆管半径和壁厚、减小高度可使泡沫铝填充铝管的平均压缩力最大化,反之,可使泡沫铝填充铝管的峰值压缩力最小化;基于遗传算法的多目标优化显著提高了泡沫铝填充铝管的吸能特性;该研究成果可为泡沫铝填充薄壁金属圆管的快速设计和优化提供参考。

斜入射下四光幕精度靶着靶位置测量原理误差分析

李敬, 孙忠辉, 倪晋平, 段晨曦, 崔长青

2024, 45(6):  1965-1973.  doi:10.12382/bgxb.2023.0097

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5935KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为研究飞行弹丸斜入射时着靶坐标测量原理误差的分布规律,根据四光幕精度靶几何结构,建立了斜入射下着靶坐标测量原理误差模型,研究有效探测靶面内不同着靶位置与不同入射角下原理误差分布规律;分析工程应用中发射位置确定下,不同散布半径与不同射击距离对测量原理误差的影响,给出着靶坐标测量的修正公式,并进行实弹射击试验。试验结果表明:飞行弹丸斜入射时必然存在原理误差,必须修正着靶坐标;射击距离一定时,发射枪散布半径越大,原理误差越大;散布半径确定时,原理误差随射击距离增加而减小;在发射位置确定下,采用修正公式后,四光幕精度靶测量误差小于1mm。

基于正向解析式和多目标博弈优化算法的复杂装备体系优化设计方法

丁伟, 明振军, 王国新, 阎艳, 禹磊

2024, 45(6):  1974-1990.  doi:10.12382/bgxb.2023.0031

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (8626KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对复杂装备体系(Complex Equipment System-of-systems, CES)优化设计中指标变量多、仿真依赖性强、易陷入局部最优的问题,提出一种基于正向解析式和多目标博弈理论(Multi-Objective Game Theory, MOGT)优化算法的CES优化设计方法。为提升CES优化设计的可解释性,构建任务级—能力级—装备级的评估指标体系;在此基础上,基于装备机理和效用函数表征装备评估指标与作战能力之间的正向映射关系,并利用相邻优属度熵权法计算各指标权重;通过正向解析式与约束条件建立多目标优化模型,并采用MOGT优化算法获得最佳优化结果。以某作战推演平台中防空攻防想定为例,开展算例评估与验证分析。研究结果表明,该方法能够实现CES中最优设计方案的求解,可显著提高设计效率和降低设计成本,为下一代装备发展论证、设计评估和作战试验提供了基础性工作。

链式回转弹仓区间不确定性动力学模型

赵伟, 侯保林, 闫少军, 鲍丹, 林瑜斌

2024, 45(6):  1991-2002.  doi:10.12382/bgxb.2023.0379

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6312KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对具有区间不确定性参数的辨识问题,提出一种基于区间可能度转换模型的区间不确定性参数的双层嵌套辨识(Double-layer Nested Identification,DNI)方法。通过将待辨识参数分为两类,利用DNI方法辨识出第1类确定性参数,再通过基于DNI思想的区间优化方法优化第2类区间不确定性参数的区间范围;面向嵌套策略类型方法计算量庞大且效率低的问题,选用贝叶斯优化-粒子群优化(Bayesian Optimization-Particle Swarm Optimization,BO-PSO)方法作为内层算法以提高求解效率。DNI方法的内层利用BO-PSO方法计算区间上下界,外层利用改进型布谷鸟搜索(Improved Cuckoo Search,ICS)方法辨识特定参数。为进一步缩短求解时间,提出一种ICS多核极限学习机(ICS-Multiple Kernel-Extreme Learning Machine,ICS-MK-ELM)代理模型,ICS-MK-ELM代理模型克服了人工调节每个核函数超参数的困难,并且模型预测精度明显高于核ELM(Kernel ELM,KELM)和MK-ELM;将DNI方法应用于链式回转弹仓的参数辨识,解决了链式弹仓具有区间不确定性参数的辨识困难的问题,参数辨识结果表明所提DNI方法以及基于DNI思想的区间优化方法具有更高的精度和稳定性。

基于同步提取增强广义S变换的柴油机气门性能退化状态评估

刘子昌, 白永生, 李思雨, 张坤, 刘敏, 贾希胜

2024, 45(6):  2003-2016.  doi:10.12382/bgxb.2023.0363

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (17424KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

柴油机在运行过程中气门间隙逐渐增大,其状态会随气门性能退化而发生改变。针对传统状态评估方法难以对其气门性能退化状态进行准确评估的问题,提出基于同步提取增强广义S变换(Synchro Extracting Enhanced Generalized S-Transform, SEEGST)的柴油机气门性能退化状态评估方法。通过传感器采集反映柴油机状态的振动信号;为解决传统信号时频分析方法存在时频分辨率低、能量聚集性弱等问题,基于同步提取算法与广义S变换提出SEEGST时频分析方法,将振动信号转换为二维时频图;利用MLP-Mixer模型提取时频图像特征进行训练,实现柴油机状态评估。通过柴油机状态监测实验台开展气门性能退化实验,将所提方法与SSGST-MLPMixer、GST-MLPMixer、SEEGST-ViT、SEEGST-2DCNN、FFT spectrum-1DCNN 5种传统方法对比。实验结果表明:所提方法的整体评估准确率达到98.96%,可有效应用于柴油机气门性能退化状态评估领域,为开展柴油机气门性能退化状态评估提供一种新的思路。

防弹头盔用三维机织预制体的曲面成型性研究

张长龙, 陈利, 王静, 焦伟, 李海涛

2024, 45(6):  2017-2024.  doi:10.12382/bgxb.2023.0334

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6888KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

三维机织预制体(Three Dimensional Woven Preforms, 3DWP)因其较好的成型性和显著的层间承载能力,有望实现头盔曲面一体化成型,减少裁片与原材料浪费。因防弹头盔多曲面、高曲率的结构特点,研究3DWP在曲面成型时的变形机制对于指导头盔的一体化成型至关重要。一种衬经层层角连锁3DWP在高曲率、大变形时的曲面成型性被系统地研究,从面内与层间维度、宏细观尺度全面地阐述了3DWP的变形机理和褶皱缺陷的形成机制。实验结果表明:3DWP在成型过程中同纬度下沿45°方向的面内剪切变形最明显,凹面的最大面内剪切角为38°,大于凸面的35°;3DWP经纱列和纬纱列的最大层间剪切角分别为34.83°和27.76°;成型后3DWP已达到其面内剪切锁紧角62°,细观上诱发了纱线的屈曲,宏观上形成了脊形的褶皱;在褶皱区域,面内剪切角最大值仅为4.8°,层间剪切角最大值为18°。对实际应用中防弹头盔增强织物结构选择以及成型工艺具有指导意义。

水下多格弹性角反射体声反射特性及强度增强方法

罗祎, 张景卓, 褚子超, 吴浩然

2024, 45(6):  2025-2033.  doi:10.12382/bgxb.2023.0012

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6251KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

单格角反射体只能反射一定方向的入射波,为了反射不同方向入射声波,需要构造多格角反射体并研究其声反射特性。以不同类型八格金属板角反射体为对象,基于结构有限元耦合间接边界元法,对水下多格弹性角反射体的散射声场进行数值仿真,分析不同频率、材料、厚度、入射角度等因素影响下不同类型多格角反射体声反射性能,从便于工程应用角度提出增强其声反射能力的方法。通过典型情况下的水池实验,对仿真计算与实验数据的一致性进行验证。实验结果表明:水下多格弹性角反射体目标强度随入射频率增大而增大,并趋向稳定;目标强度随入射角度改变波动幅度较大,不同类型角反射体目标强度值差异较大;目标强度随平板厚度的增加而增大,但不显著;目标强度随着边长的增加而明显增大;软介质材料构成的多格角反射体,水下声反射性能明显优于金属角反射体。因此,为增强水下多格角反射体声反射能力,增大反射体边长及选用低阻抗材料是更有效的方法。

基于数据装定的坦克炮毫米波近炸引信炸高控制方法

陈志鹏, 李豪杰, 严秉谦, 张传昊, 乔诗翔, 张合

2024, 45(6):  2034-2043.  doi:10.12382/bgxb.2023.0028

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (5589KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

为满足打击人员、装甲、掩藏等目标需求,坦克炮毫米波近炸引信需要具备多种炸高,实现弹丸毁伤效能最大化。针对坦克炮弹道低伸,毫米波探测器波束较窄、难以满足近炸引信多种炸高的问题,建立基于装定延时的坦克炮毫米波近炸引信炸高控制模型,分析通过增加发火延时的策略实现炸高控制。弹丸发射前根据初速射角等攻击条件解算发火延时,利用武器平台与弹丸的信息交联,向近炸引信装定发火延时从而实现弹丸炸高控制。建立数学模型并仿真分析发火延时与弹丸初速、射角和毫米波探测器波束宽度、探测距离与炸高差之间的关系,总结出发火延时的计算公式,通过实验室静态试验和外场动态试验验证该方法的有效性。

基于稀疏恢复的调频引信抗扫频干扰方法

杨瑾, 郝新红, 乔彩霞, 陈齐乐

2024, 45(6):  2044-2053.  doi:10.12382/bgxb.2023.0369

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (8353KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对连续波调频引信在扫频式干扰作用下的早炸或者瞎火问题,提出基于时域干扰剔除及信号稀疏重构的抗干扰方法。通过时域异常值检测定位干扰位置和持续时间,并剔除异常数据抑制干扰对引信的影响;进一步地针对干扰剔除引起的信号时域稀疏,建立基于稀疏正则项的差频信号重构优化方程,并提出基于交替方向乘子法的迭代重构算法;通过仿真和实测数据验证方法的性能。研究结果表明:该方法能够在信噪比-15dB,置零样本率不高于70%的情况下,抑制扫频干扰的影响,准确实现目标距离-速度信息的获取,提高了调频引信抗扫频干扰能力。

SiC_p/2024Al复合材料热挤压对激光焊接接头组织性能的影响

韩瑞, 李晓鹏, 彭勇, 闫德俊, 王克鸿

2024, 45(6):  2054-2064.  doi:10.12382/bgxb.2023.0105

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (18001KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

采用SiC颗粒增强铝基复合材料替代铝合金制造舰船船体或装甲车体,是解决当前舰船、装甲机动性和防护性二元矛盾的潜在途径。在实际应用过程中因为供货渠道不同,此材料存在不同的状态,这对材料焊接会产生较大的影响。对不同供货状态的SiC_p/2024Al复合材料进行激光焊接,对比热挤压前后材料的焊缝成形情况,分析热挤压工艺对焊缝成形以及焊缝接头的物相和显微组织的影响;通过显微硬度,拉伸等力学性能测试,分析复合材料的断裂行为并确定其断裂机理。试验结果表明:热压烧结的SiC_p/2024Al复合材料激光焊缝中存在大量的气孔缺陷,接头的最高抗拉强度为76MPa,仅达到母材强度的28%,焊接后材料强度下降严重;采用热挤压后的复合材料进行激光焊接,焊缝完整,无气孔缺陷,接头没有出现明显的低硬度区域,接头的抗拉强度达到124MPa,相比于热挤压前的材料焊接接头抗拉强度上升60%;相较于热压烧结的材料,热挤压后的材料焊接性明显增强,接头力学性能有明显的提升。

降质靶标检测算法

刘鹏, 熊泽宇, 景文博, 冯萱, 张俊豪, 刘桐伯, 吴雪妮, 夏璇, 万琳琳, 赵海丽

2024, 45(6):  2065-2075.  doi:10.12382/bgxb.2023.0180

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (7758KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

装甲车辆动态性能考核中的立靶成像测试环节,靶标检测的准确性与武器装备鉴定及定型的精度息息相关。针对靶标图像对比度低、可辨识度低等降质问题,提出一种基于改进YOLOv5的降质靶标检测算法:使用多分支分组卷积结构配合深度、逐点卷积搭建主干特征提取网络,降低网络参数计算量,提高网络的检测速度;引入表征注意力机制,增强靶标的表征能力;在网络输出层,引入3分支空间特征融合,利用低层特征图的细粒度特征信息与高层特征图丰富的语义信息组合,保留降质靶标图像的细节、边缘语义信息;实验结果表明:在靶标数据集中,所提算法的检测精度mAP达到90.88%,检测速度达到52.74帧/s,能在降质环境下够高效、精准地完成动态性能考核中立靶成像测试环节中的靶标检测部分。

基于变分信号分解的脉冲多普勒雷达抗扫频式干扰方法

陈齐乐, 钱鹏飞, 孔志杰, 乔彩霞, 张睿恒

2024, 45(6):  2076-2084.  doi:10.12382/bgxb.2023.0037

摘要 ( )   HTML ( )   PDF (6793KB) ( )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

针对脉冲多普勒(Pulse Doppler, PD)雷达遭受扫频式干扰时,接收机被干扰信号饱和导致的雷达虚警或漏警问题,分析扫频式干扰作用下PD雷达中频信号特征,提出基于变分信号分解的PD雷达抗扫频式干扰方法。利用目标回波时域稀疏性及干扰信号的频域窄带特性,通过极大极小惩罚项和2阶变分惩罚项分别约束中频信号中的目标回波脉冲串分量和干扰分量,设计了基于交替方向乘子法的迭代算法求解优化问题各分量。保留目标回波脉冲串分量,滤除扫频中频分量,从而抑制干扰对雷达的影响,并通过仿真和实测数据验证方法的有效性。研究结果表明:所提抗干扰方法在信干比-20dB扫频式干扰作用下能够有效抑制扫频式干扰对PD雷达的影响,显著提高PD雷达的抗干扰性能。