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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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    航空飞行器用300 kW高速永磁同步电机优化设计

    魏嘉麟王又珑温旭辉陈晨...
    1363-1373页
    查看更多>>摘要：航空飞行器用高速永磁同步电机损耗密度高、散热条件差，脉宽调制电压供电产生的损耗可能会导致显著的温升，加剧Halbach磁体的退磁风险，影响电机的安全运行。针对上述问题，提出基于Nelder-Mead法的高速永磁同步电机多目标优化设计方法，以电机损耗和温升为优化目标，使用场路耦合有限元分析法和解析法计算电机在T型三电平变流器供电下的损耗，进而计算电机温升。根据寻优算法搜索最优设计区域，获得优化设计方案。分析Halbach磁体内的磁密分布和涡流损耗，对磁体进行优化设计，从而抑制退磁和损耗。设计并制造一台300 kW、30000 r/min高速永磁同步电机，仿真和实验结果表明，新提出的设计方法能够快速实现多目标寻优，并有效抑制退磁。

    航空飞行器高速永磁同步电机Halbach磁体Nelder-Mead法多目标优化场路耦合

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    基于偏振编码图像的低空伪装目标实时检测

    沈英刘贤财王舒黄峰...
    1374-1383页
    查看更多>>摘要：偏振可以提高无人机的自主侦察能力，但易受到探测角度和目标材质的影响，从而降低偏振检测的鲁棒性。为此，提出一种基于偏振图像的低空伪装目标实时检测算法YOLO-P，采用融合多偏振方向信息的编码图像作为输入，应用三维卷积模块提取不同偏振方向图像之间的联系特征;引入特征增强模块对多层次特征进行进一步增强;采用跨层级特征聚合网络，充分利用不同尺度的特征信息，完成特征的有效聚合，最终联合多通道特征信息输出检测结果。构建包含10类目标的低空伪装目标偏振图像数据集PICO(Polarization Image of Camouflaged Objects)。在PICO数据集上的实验结果表明，新方法可以有效检测伪装目标，mAP0。5:0。95达到52。0％，mAP0。5达到91。5％，检测速率达到55。0帧/s，满足实时性要求。

    无人机伪装目标检测深度学习偏振成像特征增强特征聚合

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    履带式特种车辆精细化动力学建模与仿真

    吴锐于会龙董昊天席军强...
    1384-1401页
    查看更多>>摘要：履带车辆动力学模型是车辆结构优化设计与控制算法开发、测试与标定的基础。基于商业软件所搭建模型的动力学方程及梯度信息对用户未知，极大地限制了结构参数与控制参数的优化效率。此外，现有商业软件求解效率低、实时性差，影响了控制算法开发进度。针对上述问题，基于多体动力学推导建立可同时满足纵横垂耦合运动仿真需求的履带车辆精细化动力学模型并进行仿真。建立考虑空间三维耦合运动的车体动力学模型以及精细到履带板的履带链动力学模型。通过计算履带板与各部件相互作用力，将车体模型、履带链模型以及地面相关联，最终构建190自由度的履带车辆动力学模型。在加速、刹车与转向等工况下与ATV(ADAMS Tracked Vehicle Tool-kit)进行对比，结果表明自主开发的仿真模型纵横垂向运动仿真结果与商业软件高度一致，验证了新方法的准确性。

    履带车辆多体动力学精细化建模履带链模型动力学建模仿真

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    水陆两栖车辆水上运动特性实时仿真系统研究

    陈泰然耿昊王典邱思聪...
    1402-1415页
    查看更多>>摘要：为解决水陆两栖车辆水动力性能参数获取难度大、运动姿态预测慢等问题，设计一种两栖车辆水上运动特性实时仿真系统，实现仿真模型的驱动、运动姿态预测以及数据的监测和输出，通过动态流体-物体相互作用数值计算方法对车体动力学系数进行修正，提升了实时仿真系统的精度。在此基础上研制试验样车，对不同工况下实时仿真系统的准确性进行验证。试验结果表明:所构建的两栖车辆水上运动特性实时仿真系统兼具计算精度和计算效率，可以快速准确地预测车辆的运动姿态，适用于多种复杂工况，具有姿态预测的泛用性。新系统在两栖车辆研制阶段、驾驶员培训、半实物仿真演练、复杂环境模拟等方面具有较强的应用价值和应用前景。

    水陆两栖车辆水上运动特性实时仿真水动力系数

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    柴油发动机燃油跨/超临界喷射特性数值仿真

    刘宇浩解方喜刘成军刘宇...
    1416-1425页
    查看更多>>摘要：针对柴油发动机工作条件下喷雾特性变化复杂的问题，利用计算流体动力学软件CON-VERGE，采用大涡模拟(Large Eddy Simulation，LES)方法进行跨/超临界柴油机燃料正庚烷的射流喷雾特性仿真分析，对LES中湍流亚格子模型进行深入研究，并从质量分数、密度和温度三方面对比跨/超临界射流的喷雾特性。研究结果表明:随机湍流分散模型开启会使喷雾贯穿距的预测值更接近试验值，当湍流分散系数cps=0。16时模型预测的贯穿距比cps=0。05更加贴合试验的结果;跨临界射流存在更加类似于液态的区域，升温时从环境吸收更多热量;与跨临界射流相比，超临界射流喷雾的温度扩散更加迅速，并且喷雾前端温度接近环境温度;跨临界射流中类似液态区域形成了较大的密度分层，抑制喷雾扩散，超临界射流喷雾外层的絮状结构比跨临界射流出现得更早，絮状结构范围更大，径向扩散作用更强;两种状态下温度、密度和质量分数分布呈现一定的对应关系，即温度、质量分数和密度都在中心轴线靠近喷油器处最大，随着轴向距离和径向扩散的增大而减小。

    柴油发动机燃油跨/超临界喷射喷雾特性随机湍流分散模型

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    基于热化学烧蚀模型的身管寿命等效折算系数研究

    李延泽钱林方付佳维陈龙淼...
    1426-1435页
    查看更多>>摘要：针对当前等效全装药(Equivalent Full Charge，EFC)折算系数的国家军用标准预测值与实际测试结果差距较大的问题，基于热-化学烧蚀模型，研究不同工况下射击发数与EFC射击发数间的折算系数计算方法。射击一定发数后，假设身管内壁白层厚度及成分随射击发数呈周期性变化，由质量扩散定律建立膛线起始部热-化学烧蚀量与火药燃气侵蚀性、内膛表面瞬态温度的关系。通过经典内弹道模型获得弹后空间火药燃气平均温度及内壁面强制对流换热系数，在考虑后效期高温燃气影响的基础上，建立身管内壁瞬态温度计算模型。以对内弹道过程有重要影响的射速、药量和药温为重点，计算不同射速、不同药号和不同药温下的身管内壁烧蚀量，并据此获得不同工况下的折算系数。研究发现，射速越快，装药质量越大，装药初始温度越高，单发射击造成的身管烧蚀越严重，其对应的EFC折算系数越大，其中强装药的EFC折算系数可达2。131。以某型155 mm火炮身管实弹射击数据为例，验证了新模型的合理性。

    身管寿命等效全装药折算系数热化学烧蚀瞬态温度场

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    基于改进拟连续算法的回转弹仓位置控制

    陈冬钱林方陈志群陈龙淼...
    1436-1448页
    查看更多>>摘要：为提高大口径火炮自动装填过程中回转弹仓工作的精确性和鲁棒性，在分析现有拟连续算法相关研究内容的基础上，设计一种全新的改进拟连续控制器对回转弹仓进行位置控制。通过与滑模扰动观测器相结合，新控制器增益不依赖于系统扰动的不确定性边界，且不需引入额外的控制器参数，降低了控制器的设计和调试难度。通过Lyapunov方程验证控制器本身及闭环系统的稳定性。仿真和试验结果表明:新设计的控制器相对于已有拟连续算法具有优越性，在受到不确定时变负载和不确定参数扰动的情况下，新设计的改进控制器在应用于回转弹仓时，在趋近段可以获得更快的收敛速度，减小到位超调量，并在滑动段有效减弱抖振。

    回转弹仓不确定扰动改进拟连续控制器滑模扰动观测器

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    反舰导弹大前置角下三维剩余飞行时间估计方法

    吴浩李东光王泳安
    1449-1459页
    查看更多>>摘要：为解决导弹开启末制导时初始前置角过大或前置角变化幅度较大的问题，设计适用于多种导弹制导律的前置角三维剩余飞行时间估计方法。将导弹速度和目标速度投影分解，在地面坐标系的Oxy面和Oxz面上建立弹目相对运动关系方程，以此为基础建立三维弹目相对运动模型。利用弹目相对运动关系方程和比例导引控制方程，建立1阶非线性微分方程，解析弹目距离与前置角的关系，并利用麦克劳林展开式求解方程。根据视线角速度变化选择合适的内框角，对前置角进行补偿，同时使用中位值平均滤波法降低前置角波动造成的误差。利用已建立的三维弹目相对运动模型进行仿真实验。仿真结果表明，在小角度假设不能成立时，尤其是因制导律进行角度控制而导致前置角变化较大时，前置角剩余飞行时间(Time-to-go，TGO)估计方法的估计值误差收敛时间和最大误差值要小于其他TGO估计方法，估计效果最佳。

    反舰导弹前置角制导律剩余飞行时间估计机动目标

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    曲线链式回转弹仓动力学模型不确定参数辨识

    文浩侯保林林瑜斌金鑫...
    1460-1471页
    查看更多>>摘要：为了准确模拟曲线链式回转弹仓输送弹药过程中的非线性动力学特性，根据系统的拓扑结构和控制原理建立包含不确定参数的动力学模型。利用优化设计思想，基于系统测试数据建立不确定参数辨识模型。提出一种函数型时间序列相似度作为辨识准则，采用基于径向基函数的高维模型表示和径向基函数分别构建从机械系统和控制系统不确定参数到辨识准则的代理模型。将麻雀搜索算法嵌入岛屿模型进行多种群结构化，形成岛屿麻雀搜索算法，进行寻优求解。以工况1测试数据为基准，对机械系统和控制系统的不确定参数进行辨识。研究结果表明，辨识后的动力学模型对两种工况的输出结果与测试数据相似度较高，验证了建模的准确性和辨识的有效性，为动作可靠性分析和故障诊断研究提供了可靠的样本数据来源。

    曲线链式回转弹仓参数辨识函数型时间序列相似度岛屿麻雀搜索算法高维代理模型

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    回波主动抑制的次级水声发射单元设计与优化

    王文杰杨龙赵旭
    1472-1481页
    查看更多>>摘要：水下航行器的传统涂覆层主要依赖于材料更新及结构优化，难以应对低频主动声波探测。基于超磁致伸缩材料设计一款轻质、薄型、耐高压的低频宽带水声发射单元，着重分析核心部件的设计优化过程，并由PSV-400激光测振仪验证有限元仿真结果。对辐射面板固定方式的模态进行分析，确定主动发射单元的最优边界约束条件。与原始构型的发射单元性能进行对比发现:在水声发射保持良好指向性的前提下，基于有限元分析2000 Hz以下的最高共振频率降低超过10％;基于声振耦合分析主动发射单元在低频范围内辐射声源级最大为147。48 dB，提高4。65％;发射单元声源级高于100 dB的频率带宽超过1500 Hz，且声功率级更高。该发射单元可为后期阵列式应用于大尺度声学覆盖层提供技术支持，具有一定的学术研究价值与广阔的工程应用前景。

    回波主动抑制主动发射单元超磁致伸缩材料最优边界低频宽带

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