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兵工学报
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高修柱

月刊

1000-1093

acta@cos.org.cn

010-68962718;68963060

100089

北京2431信箱

兵工学报/Journal Acta ArmamentariiCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊以反映兵器科学与技术领域的最新科研成果，促进科学发展，繁荣学术交流为宗旨。以介绍与兵器相关的基础理论、应用研究实验分析和工程技术等为主要内容。其专业涉及军用车辆、军用光学、电子技术、火炮、枪械、弹药技术、控制技术、力学工程、化学工程、机械工程、材料科学和应用数学等诸多领域。
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    一种半监督学习潜艇规避防御智能决策方法

    杨静吴金平刘剑王永洁...
    3474-3487页
    查看更多>>摘要：潜艇水下作战行动中,受到水下弱可观测环境影响,获取的目标信息呈现稀疏特性.机动规避是潜艇水下防御的重要战术方法,现有机动规避参数仿真与优化方法在建模时不可避免引入观测误差,缺乏对态势演变的应对手段,且由于军事专家的稀缺性,获取军事专家标签的战术对抗样本代价十分昂贵.针对上述困难提出一种基于自编码与主动Q学习策略结合的半监督学习智能决策方法.通过引入对比预测编码自编码器,最大化时序输入与上下文间互信息熵,提高对稀疏时序输入的表征能力.将表征输入与主动强化学习任务相结合,降低智能体的标签需求率,提高规避决策时对环境反馈的能力.基于3 a采集的指挥员战法研练复盘数据构建上帝视角、红方视角数据集.实验结果表明:所提算法与不采用稀疏时序自编码器的算法消融实验,在完全信息、红方视角条件下决策精度分别达到98％、78％,而标签需求率仅为4％、44％;相比于经典的时序分类算法决策精度提高了 14％、9％,与有监督算法相比在标签需求率降低为原来的24％～44％条件下,决策精度误差与有监督算法仅差1％,说明所提算法在保证决策精度的同时可大幅降低标签需求量,从而为少量样本条件下的军事智能决策提供一种通用的技术框架.

    潜艇规避防御标签稀疏主动Q学习自编码智能决策

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    基于特征波段偏振成像的差异增强伪装目标检测

    沈英黄伟达周则兵黄峰...
    3488-3498页
    查看更多>>摘要：光谱偏振探测技术利用目标多维度信息,提高伪装目标检测的精度和可靠性.现有的光谱偏振成像系统产生的高维度数据难以实时解算,复杂场景下光谱偏振探测的性能不佳.为此,提出一种基于特征波段偏振成像系统的伪装目标检测算法.针对目标场景筛选特征波段,定制751 nm窄带滤光片结合快照式偏振阵列相机,构建特征波段偏振图像采集系统,实时获取目标图像.提出差异增强和交织序列融合检测算法,设计偏振参数图像,增强特征波段偏振图像的目标对比度;融合差异增强和交织序列映射结果,对目标图像背景噪声进行抑制,进一步突出目标特征;通过阈值分割提取伪装目标.实验结果表明:所提的伪装目标检测算法在不同场景下的综合评价指标F均在0.90以上,检测速度达到20帧/s,实现了复杂场景下伪装目标的快速精准探测.

    伪装目标检测光谱偏振图像成像系统特征波段差异增强

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    基于势场增强烟花算法的二维全局路径规划

    孙鹏耀黄炎焱王凯生
    3499-3518页
    查看更多>>摘要：高质量路径是未来无人自主作战的重要前提,针对复杂障碍环境下路径规划问题,提出基于势场增强烟花算法(Potential-field Enhanced Fireworks Algorithm,PEFWA)的路径规划方法.建立规划空间模型与动态维数路径描述模型,设立包含可行性因素与长度因素的目标函数,将路径规划问题转化为最优化问题;设计动态维数烟花初始化与维度增删操作,使相邻维度个体满足距离约束;提出基于障碍空间信息的爆炸幅度计算方法和连续维度选择方法,生成改进爆炸火花,提高全局搜索能力;引入势场引导策略,生成势场增强爆炸火花,让所选维度在合力方向上多次搜索,提高局部优化能力;采用交叉组合策略生成变异火花,并对超出规划空间的维度个体进行删减操作,提高多样性烟花高效产生能力;提出基于余弦相似度的双层锦标赛选择策略,提高烟花特征延续能力.采用相同基准函数,将PEFWA与烟花算法(Fireworks Algorithm,FWA)、粒子群优化(Particle Swarm Optimization,PSO)算法、遗传算法(Genetic Algorithm,GA)进行对比.研究结果表明:PEF-WA的优化性能更强;在相同复杂障碍环境下进行多次路径规划仿真实验,验证了 PEFWA中各个模块的有效性,与PSO算法、GA、A*算法相比,PEFWA在规划成功率、路径长度、路径光滑度、结果鲁棒性等方面均有优势;PEFWA在二维全局路径规划问题上具有有效性与优越性.

    全局路径规划烟花算法势函数动态维数交叉组合

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    基于技术关联模型的前沿技术对作战效能影响评估方法

    王晓悦陈科郭牧天刘大卫...
    3519-3529页
    查看更多>>摘要：前沿技术对作战效能的影响评估在武器装备发展论证、技术体系决策建设等方面具有重要意义.从前沿技术发展决策的实际需求出发,开展前沿技术对作战效能评估方法研究.通过研究国内外技术评估流程及方法,建立前沿技术对军事应用价值的评估流程,设计技术关联模型与二次效应模型,提出基于指标体系与技术关联模型的前沿技术评估方法.在典型作战场景下,通过构建前沿技术评估指标体系、前沿技术对作战能力影响评估指标体系、大数据统计分析、专家经验校对打分,进行10项典型前沿技术对作战效能影响评估.评估结果表明,新设计的基于指标体系与技术关联模型的评估方法可以有效地实现对前沿技术作战效能影响的评估.

    前沿技术技术关联模型指标体系作战效能影响评估

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    基于幂律方程的PBT/A3/AP体系抗拉强度分析

    沈业炜邢书敏杨茂发张哲...
    3530-3537页
    查看更多>>摘要：为解决3,3-双(叠氮甲基)氧杂环丁烷/四氢呋喃共聚醚(Poly(3,3'-Bis(azidomethyl)ox-etane-co-Tetrahydrofuran),PBT)固体推进剂力学性能预估难的问题,分析PBT/双(2,2-二硝基丙醇)缩乙醛/双(2,2-二硝基丙醇)缩甲醛等质量比混合物(A3)/高氯酸铵(Ammonium Perchlorate,AP)体系的拉伸断裂行为,建立描述该体系抗拉强度的幂律方程,并获得界面相、分散相、连续相对抗拉强度的影响规律.实验结果表明:随着氧化剂粒径减小,体积分数增加,推进剂弹性模量、抗拉强度均升高.界面相作用对推进剂抗拉强度起主导作用,数值上与vf2/r(vf为体积分数,r为氧化剂粒径)正相关.当氧化剂粒径小于100μm时,界面相的主导作用越发明显.分散相的作用随着氧化剂粒径的增大而增大,数值上与vfr5正相关.当粒径大于100 μm时,分散相的作用开始变得明显;当粒径大于150 μm时,分散相的作用已经接近界面相的作用,这时颗粒间的相互作用不可忽略.相对而言,连续相对推进剂抗拉强度的贡献较小,数值上与(1-vf)5正相关,与界面相相比几乎可以忽略不计.建立的PBT/A3/AP体系抗拉强度幂律方程拟合结果与实验结果吻合度高(R2＞0.99),可以为推进剂配方设计提供理论指导,缩短推进剂配方研制周期,降低人力和物力成本.

    3,3-双(叠氮甲基)氧杂环丁烷/四氢呋喃共聚醚固体推进剂抗拉强度氧化剂幂律方程

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    针对机动目标的三维领从协同制导律

    王伟于之晨林时尧杨婧...
    3538-3554页
    查看更多>>摘要：针对多飞行器协同拦截机动目标的实际需求,提出一种三维领从时空协同制导律.在视线方向上,基于齐次度理论和固定时间稳定理论设计一种领从协同制导律,确保从飞行器与领飞行器的相对距离和相对速度在固定时间内趋于一致,并且给出一致性误差收敛时间的上界,实现多飞行器的同时刻拦截.在视线法向上为实现以特定的碰撞角度拦截目标,设计一种固定时间收敛的非奇异终端滑模制导律,实现攻击角度的固定时间收敛,并避免了制导指令奇异引起的控制饱和问题.考虑到目标的机动对制导系统产生的不利影响,引入固定时间扰动观测器对目标加速度进行前馈补偿.运用李雅普诺夫稳定性理论来证明系统的固定时间稳定特性.通过仿真实验验证所设计制导律可以有效控制多飞行器在领从框架下同时打击机动目标,并以期望的终端角度攻击目标.

    领从式协同制导时间空间角度约束固定时间一致性状态观测器机动目标

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    履带车辆油气弹簧生热机理和热模型研究

    聂维何洪文孙宇万义强...
    3555-3563页
    查看更多>>摘要：为研究油气弹簧工作过程中的生热机理,建立油气弹簧参数化热模型.采集试验数据对油气弹簧阻尼示功特性进行数值拟合,得到活塞运动速度-阻尼力关系的数学表达式.对油气弹簧的传热路径和换热特点分析,建立油气弹簧热阻网络模型,计算得到工作过程中油气弹簧2种工作介质的温度变化特性.设计试验对油气弹簧的热模型计算结果进行验证.试验结果表明:阻尼力做功是油气弹簧温度升高的主要热量来源,油液温度比气体温度上升更快、平衡温度更高,该模型可以准确地计算出油气弹簧不同工作介质的温升情况,为油气弹簧热-机耦合动力学研究提供了参考.

    生热机理能量交换热阻网络温度分布平衡温度

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    基于神经网络优化直/气复合控制导弹迅捷转弯

    裴新月于勇李政李佳讯...
    3564-3576页
    查看更多>>摘要：空空导弹迅捷转弯控制是在保证导弹稳定飞行的前提下,在尽可能短的时间内完成整个机动过程.为实现上述战术指标,考虑到导弹迅捷转弯的快时变性、强非线性和大干扰性,设计基于滑模变结构控制和模糊逻辑的直/气复合控制器.针对实际飞行中可能出现的初值不确定和外界干扰过大等现象,引入固定时间收敛理论和扩张状态观测器,有效避免干扰带来的控制输入抖振并保证导弹姿态角能在固定时间内快速稳定收敛.利用神经网络对滑模变结构控制的设计参数进行优化,在保证导弹迅捷转弯的同时减轻导弹侧向发动机的质量.通过仿真验证新提出的控制和分配方案的有效性.研究结果表明,所设计的控制器在存在模型不确定性和外部干扰等复杂情况下具一定的鲁棒性、稳定平滑的控制效果、较强的抗干扰能力以及优异的姿态跟踪性能,同时参数优化后的控制算法跟踪效果更优,在降低了原收敛时间的12.6％的同时,降低了原最大控制力的 9.6％.

    迅捷转弯复合控制滑模变结构控制扩张状态观测器模糊控制神经网络

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    定载荷条件下树脂基材料高温收缩量实时测量

    王丽燕高扬陈伟华刘波...
    3577-3584页
    查看更多>>摘要：为研究树脂基材料高温收缩量,提出一种测量定载荷条件下复合材料高温收缩量的方法,根据此方法自行设计搭建了复合材料高温收缩过程试验测量装置.以不同树脂基复合材料为研究对象,进行定载荷条件下树脂基复合材料高温收缩过程试验测量,获得碳板热面处及压头冷面处位移变化,得出树脂基复合材料的高温收缩量及冷却后收缩量.研究结果表明:试验装置能够实现定载荷条件下树脂基材料高温收缩量实时测量;无论加热过程或冷却后,试验件最大变形绝对量不超过0.37 mm;加热过程中编织石英酚醛复合材料最大变形率不超过6.43‰,石英杂化酚醛复合材料最大变形率不超过3.76‰;冷却后编织石英酚醛复合材料最大变形率不超过4.57‰,石英杂化酚醛复合材料不超过6.87‰;试验结果验证了该测量方法的正确性及有效性,并为该类材料的高温收缩及匹配分析提供了基础物性数据.

    树脂基复合材料定载荷高温收缩量试验测量

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    基于Kriging模型的某高射速自动机内抽壳滑板疲劳优化

    田恒旭林圣业李浩巫英豪...
    3585-3595页
    查看更多>>摘要：为提高抽壳滑板的疲劳寿命,进而满足射速在1 500发/min左右的某10连发高射速自动机寿命达1 000发的最低寿命要求,提出一种基于Kriging回归的代理模型用于抽壳滑板的疲劳优化.在与试验结果相符的有限元模型基础上,通过拉丁超立方采样设置初始样本点,构建与样本点相对应的结构模型,并计算每一组样本的理论寿命.根据初始样本点构建Kriging代理模型的同时,采用以改善期望准则为加点准则、遗传算法为子优化求解算法的代理优化算法来对目标函数进行寻优.优化后抽壳滑板的疲劳寿命提高到1 193发,且经试验验证,优化结果满足自动机战术技术指标.研究结果表明,通过基于Kriging和遗传算法的代理优化算法能够快速有效地寻优得到全局最优解,适用于高射速自动机内破断零部件的疲劳优化,对工程应用具有一定的借鉴意义.

    有限元模拟疲劳分析Kriging回归改善期望准则遗传算法

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