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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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收录年代

    越野过程与行驶装置设计中的科学与技术问题

    毛明陈轶杰
    4191-4204页
    查看更多>>摘要：越野是人类生产、生活中一个十分常见的场景,开发安全、可靠、低功耗的高机动越野装备,以帮助人类到达自身不能到达的地方是人们的始终追求,特别是在军事与抢险救援等作业中.以创建一门技术科学学科为愿景,提出越野学的概念,阐释其内涵,系统地说明了越野学中表层土壤力学与附着力生成、行驶(走)装置设计理论与方法、越野行驶动力学与控制、越野机器人学与仿生越野学4个方面的关键科学与技术问题和当前的研究进展,并提出未来需要重点攻克的关键技术和越野装备研发建议.

    越野学高机动行驶装置运载装备机器人

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    磁梯度张量系统目标探测技术研究进展

    李青竹李晶李志宁石志勇...
    4205-4230页
    查看更多>>摘要：磁梯度张量系统作为磁性目标全张量梯度探测的应用基础,以区域磁异常产生的磁梯度张量场为信息源,通过矢量磁传感器间的差分计算实现磁梯度张量分量测量.相较磁总场和矢量场探测设备,磁梯度张量系统具有分辨率高、信息量大、抗干扰能力强等优势,能获取目标更多的潜在物性信息,研究世界范围内基于磁梯度张量系统的目标探测技术进展,可为我国磁探测设备现代化信息化建设提供理论参考和技术支持.通过阐述现代磁法探测技术发展过程和阶段,对国内外研究团队设计搭建的基于超导效应和磁通门法两种类型的磁梯度张量系统及其应用进行了介绍和归纳,并针对磁梯度张量系统的校正补偿与降噪、磁性目标定位与识别等关键技术进行了前沿综述,展望了未来高精度磁梯度张量探测仪器的设计研发思路,对磁梯度张量探测各类关键技术目前存在的问题和发展趋势进行了总结.

    磁梯度张量系统磁性目标探测目标定位与识别磁通门传感器超导量子干涉仪

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    面向OODA作战流程的防空火力网端对端智能构建算法

    罗雨雨丁伟明振军李传浩...
    4231-4245页
    查看更多>>摘要：针对防空战场环境下目标数量多、装备协同难、体系反应拙的问题,提出一种面向侦测-整编-决策-打击(Observe-Orient-Decide-Act,OODA)作战流程的防空火力网端对端智能构建算法.围绕OODA作战流程,构建由情报网、指控网和火力网组成的防空体系框架,并基于此框架着力解决影响战场胜负关键的火力网智能构建;将拦截武器损毁目标建模为马尔可夫决策过程,并给出相应的状态空间、动作空间与奖励策略等;在此基础上,通过对标准端对端近端策略优化算法进行改进,提高模型精度和减少训练时间.以某防空反导联合区域作战场景为例,开展所提算法的评估验证.实验结果表明:所提方法相比于规则和启发式算法能够快速准确地生成防空火力网设计方案,尤其在同等大规模作战场景中的计算效率和作战成本方面具有更突出的优势,为作战体系全流程的杀伤网构建提供了基础.

    防空火力网改进近端策略优化算法OODA作战流程战场态势端对端训练

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    掏槽爆破成腔空孔效应数值模拟研究与分析

    陶子豪李祥龙胡启文王建国...
    4246-4258页
    查看更多>>摘要：掏槽爆破是巷道掘进单自由面爆破的关键.为探究空孔对掏槽爆破效果的影响,基于空孔作用理论,利用有限元-粒子流耦合方法,建立单空孔掏槽爆破三维数值模型,并结合现场掏槽爆破试验结果,分析多段掏槽爆破空孔附近岩石应力分布特征,岩石破碎、抛掷及槽腔成形过程对空孔响应规律.研究结果表明:空孔对近场岩石应力场的分布具有导向作用,并在空孔周围形成明显的应力集中效应,增加应力高峰值区范围,进而为后续爆破提供有利条件;岩石抛掷效果以及槽腔大小与空孔之间表现出强相关性,单空孔掏槽爆破与无空孔相比,抛掷速度提升34.7％,抛掷效率提高了 10.2％,现场试验中腔体体积增加17.1％,掏槽深度增加了 16.3％,但槽腔整体形状变化不明显;研究结果对实际掏槽爆破参数设计和优化提供了部分理论依据.

    空孔补偿掏槽爆破有限元-粒子流耦合方法成腔规律爆破试验

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    基于孪生网络和区域注意力机制的球形爆炸破片毁伤效应识别研究

    李豪天崔欣雨刘梦真黄广炎...
    4259-4271页
    查看更多>>摘要：在信息化战争中,爆炸物破片毁伤效应评估对实现精准打击具有重要意义,然而在毁伤实验中毁伤区域的分布和几何信息主要由人工统计,获取效率低下、精度不可控.为此,提出基于孪生网络和区域注意力机制的轻量化图像分割模型,实现小样本下对小目标球形爆炸破片毁伤区域的高效、精准识别功能.通过引入孪生结构、区域注意力模块和多尺度卷积模块提高模型对爆炸破孔的感知能力;加入多约束条件的损失函数,并筛选最佳优化器,使模型优化时更加聚焦有效信息,加速模型收敛;提出连通域融合分水岭算法的毁伤区域量化检测方法,实现爆炸破孔重叠情况下的精确识别.实验结果表明,相比目前主流模型,所提方法实现了更高的效率和精度,对毁伤区域面积和直径预测结平均误差分别为4.78％和3.79％;研究工作为实现含破片爆炸物毁伤智能化评估提供了参考.

    孪生网络毁伤效应评估损伤识别区域注意力机制多尺度卷积

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    基于分层解耦的四轮足机器人模型预测控制

    邢伯阳许威李宇峰赵浩宇...
    4272-4282页
    查看更多>>摘要：轮足机器人是一种新型的复合机器人平台,其结合了足式机器人力伺服控制、浮动基座动力学与轮式机器人轮地接触的模型,具有轮式快速机动、足式越障机动以及轮步复合3种复合机动模式.为实现上述3种机动模式,提出了一种基于线性模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的轮足机器人控制方法,其采用分层控制的框架对轮子转速与四足力伺服稳定控制进行解耦,对轮子进行独立的转速控制与扭矩估计,并将轮地扭矩反馈转化为外力扰动,引入MPC控制模型中进行在线补偿;针对机体M PC稳定控制通过状态扩维的方式将控制模型转化为Ax+Bu的标准形式,通过采用重力加速度将足端力扰动进行等效转换,从而实现在不增加系统状态空间维度的同时将外力扰动引入动力学模型.通过仿真和在Panda-W轮足机器人上的实际测试,验证了所提算法可以有效补偿轮足加减速时轮地扰动力,实现机体稳定控制并进一步完成Trot轮步复合机动,在典型的平地和越野地形下有较好的控制效果.

    轮足机器人模型预测控制分层控制轮步复合机动

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    六硝基六氮杂异伍兹烷基压装炸药爆轰直径效应

    何超刘彦白帆刘沫言...
    4283-4294页
    查看更多>>摘要：为推进六硝基六氮杂异伍兹烷(Hexanitrohexaazaisowurtzitane,CL-20)混合炸药在微小型起爆序列中的应用,准确掌握其传爆特性,开展了 CL-20基压装炸药爆轰直径效应研究.针对一种典型的压装CL-20混合炸药(C-1,CL-20/粘结剂=95/5),通过开展冲击起爆实验,标定了该炸药Lee-Tarver冲击起爆模型的反应速率方程参数,为直径效应仿真模拟研究提供模型参数.在此基础上完成圆柱阶梯装药爆轰直径效应的数值模拟及实验验证,建立装药直径与爆轰速度(简称爆速)的关系.采用锥形装药爆轰传播的数值模拟对比分析C-1炸药与PBX9404、PBX9502两种炸药的爆轰直径效应的差异性,依据爆速对装药直径的关系拟合得到这3种炸药的临界直径,同时掌握不同约束条件对C-1炸药爆轰临界直径的影响规律.研究结果表明:C-1炸药的爆轰临界直径(1.34 mm)介于PBX9404(1.27 mm)和PBX9502之间(2.3 mm),这是因为炸药爆轰直径效应导致的爆速衰减与其冲击起爆特性有关,爆速衰减的不同阶段分别是由不同的反应速率项(点火、低压慢反应、高压快反应)控制;此外,随着约束条件的增强,C-1炸药的临界直径减小,采用周向全约束,可大幅削弱侧向稀疏波的影响,相比无约束装药其临界直径降低51.5％.

    六硝基六氮杂异伍兹烷基混合炸药点火增长模型直径效应约束条件临界直径

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    基于DBSCAN聚类和LSTM网络的装甲车辆集群轨迹预测方法

    陈刚王国新明振军陈旺...
    4295-4310页
    查看更多>>摘要：针对装甲车辆运动状态复杂性、战场态势不确定性、战术迷惑和欺骗性导致装甲车辆集群运动轨迹难以准确预测的问题,提出一种基于密度的空间聚类应用(Density-Based Spatial Cluste-ring of Applications with Noise,DBSCAN)和长短时记忆(Long Short Term Memory,LSTM)神经网络的装甲车辆集群轨迹预测方法.根据装甲车辆的斜坡上行驶、转向和车-车交互行驶状态,建立运动学模型.选取机动特征、环境特征和车-车交互特征等轨迹特征信息,基于双层LSTM网络预测单个装甲车辆的轨迹.基于DBSCAN算法将多条单装预测轨迹进行分段、相似度计算和聚类,获得集群代表轨迹作为装甲车辆集群的预测轨迹.仿真结果表明,所提方法能够有效预测装甲车辆集群轨迹,实现料敌于先、谋敌于前.

    装甲车辆集群轨迹预测基于密度的空间聚类应用长短时记忆网络轨迹预测系统

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    基于线性时变模型预测控制的实时抗噪高速车辆运动控制

    任宏斌孙纪禹陈志铿赵玉壮...
    4311-4322页
    查看更多>>摘要：针对高速自动驾驶车辆实时高精度的运动控制问题,提出一种上层为基于路径点Cost的路径点筛选器与基于横纵向轮胎力分析的速度规划器、下层为基于线性时变动力学模型预测的路径跟踪控制器与速度控制器的两层架构,并引入最小均方(Least Mean Square,LMS)自适应状态估计器提升系统的抗噪性.路径点筛选器提升运算速度并减少筛选过程中的关键信息损失,速度规划器在安全行驶前提下生成最优速度曲线.路径跟踪控制器考虑跟踪偏差软约束,提升跟踪效果.LMS状态估计器基于在线矫正的动力学模型,对横摆角速度与横向速度在线估计.搭建dSPACE-TX2硬件在环仿真环境,在高速公路工况及双移线工况下对比所提出方案与传统运动跟踪控制.半实物仿真结果表明,所提出的运动控制架构提升了抗噪性能与21％的跟踪精度,且满足50 Hz高频控制的要求.

    线性时变模型模型预测控制实时运动控制路径跟踪二次规划

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    主动围压下岩石爆破裂纹扩展及邻近巷道动态响应

    毛翔何成龙陈大勇杨可谞...
    4323-4338页
    查看更多>>摘要：为研究围压作用下岩石爆破和相邻巷道的破坏过程,采用带有炮孔含城门洞形巷道结构岩石试件进行实验,利用动态测试技术和高速摄像等方法,得到岩石动态破坏过程.基于HJC本构模型建立含有巷道和单爆破孔的岩石模型,将无围压下的仿真结果与实验结果进行对比,验证数值模拟方法的可行性.在仿真软件平台中引入应力初始化的方法模拟围压下岩石的破坏过程,分析不同围压环境对岩石爆破裂纹扩展的影响以及偏围压系数A对巷道结构破坏过程的影响.研究结果表明:在双向等围压条件下,随着围压水平的提高,对裂纹的抑制作用越显著,对于巷道有更好的保护作用;在单向围压条件下,随着水平围压的增大,巷道遭到破坏程度越大,随着竖直围压的增大,巷道越不容易发生破坏;偏围压条件下,围压对于爆生裂纹扩展具有明显的导向性,裂纹会朝着主应力的方向扩展,随着围压的增大,裂纹导向性越显著;当偏围压系数k＜1时,裂纹主要沿竖直方向扩展,巷道并未发生破坏,当k＞1时,随着k的增大,巷道迎爆面左拱肩的破坏程度越大,巷道稳定性越差.

    岩石爆破围压工程爆破巷道防护

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