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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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    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...
    1725-1734页
    查看更多>>摘要：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142.5 Pa·s以上.

    活性壳体温压炸药相控阵雷达天线毁伤效应

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    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...
    1735-1746页
    查看更多>>摘要：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.

    深部岩体爆破冲击波能量高地应力能量分布

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    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...
    1747-1760页
    查看更多>>摘要：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.

    红外成像图像去噪深度学习空间域去噪变换域去噪

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    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...
    1761-1775页
    查看更多>>摘要：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.

    武器站伺服传动装置在线辨识自适应控制

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    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...
    1776-1786页
    查看更多>>摘要：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 0.016 MPa;在随机阶跃响应试验与正弦跟踪试验中仅有低于 0.02 MPa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.

    压气机压力模拟硬件在环仿真开关阀反步滑模控制

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    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
    1787-1798页
    查看更多>>摘要：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.

    多约束制导计算制导深度学习迁移学习偏置比例导引

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    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...
    1799-1812页
    查看更多>>摘要：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.

    图像融合红外图像差分图像生成对抗网络注意力机制

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    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...
    1813-1823页
    查看更多>>摘要：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.

    持续监测强化学习路径规划移动机器人

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    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...
    1824-1839页
    查看更多>>摘要：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=7 mm,D1=13 mm,D2=6 mm,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.

    尾翼构件均匀流动有限元模拟模具优化Box-Behnken响应曲面

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    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...
    1840-1853页
    查看更多>>摘要：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0.68 mm-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.

    高聚物粘结炸药冲击点火热点界面结构安全性

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