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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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    加权有向关联网络构建与表征的水中目标远距离检测

    张红伟王海燕闫永胜申晓红...
    2584-2593页
    查看更多>>摘要：水中目标的远距离检测是海洋防御体系的关键技术之一,对国防及民用领域均具有十分重要的作用.然而,目前尚缺乏行之有效的水中目标远距离检测方法,特别是目标先验信息未知的情况下变的愈加困难.为解决这一问题,提出一种新的方法—加权有向关联网络.通过矢量声信号到加权有向关联网络的映射,将信号检测问题转化为网络拓扑的表征,并通过对网络拓扑的特性分析及特征提取,实现无目标先验信息下的水中目标远距离检测.并通过仿真与实测数据对所提出的方法进行验证.研究结果表明:与现有的窄带互谱检测、冒泡熵等方法相比,所提方法能够检测到更低信噪比的水中目标,实现了无需目标先验信息的水中目标远距离检测;该方法的应用具有一定的实际意义和应用前景,可以为海洋防御和民用领域的水下目标检测提供有效的技术支撑.

    水中目标远距离检测复杂网络矢量声信号加权有向关联网络无目标先验

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    基于哈里斯鹰优化算法的引信装定系统参数优化方法

    原红伟李豪杰戴可人陈荷娟...
    2594-2606页
    查看更多>>摘要：为了满足坦克炮弹药作战实时性的需求,开展引信快速准确接收武器平台传输的敌方距离、方位等信息的研究,对提高作战毁伤效能十分重要.针对引信在武器平台实际环境约束下能量和信息无法快速可靠接收的问题,建立引信共击发通道装定系统能量信息同步传输的数学模型,形成目标函数为通过优化系统设计参数使装定时间最小、约束条件为平台恶劣信道环境下能量信息可靠接收的优化模型,采用哈里斯鹰优化(Harris Hawk Optimization,HHO)算法求解装定系统设计参数的最优值.仿真结果表明,基于HHO算法的系统参数优化方法可以得到最优的系统设计参数,与参数未优化的系统对比,不同信道参数下,能量信息同步传输的时间平均减少了 26.4％,信息的可靠接收比平均提高了 40.4％,特别是在信道电容大于5 nF的恶劣信道环境下仍能保证信息可靠接收,能量信息接收的快速性和可靠性都大幅提高,作战效能得到优化,通过实验室实验验证该方法的有效性.

    坦克炮弹药引信能量信息同步传输平台恶劣信道环境最小装定时间系统参数优化

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    鸭舵式双旋弹舵翼非线性控制力建模与分析

    赵新新史金光王中原张宁...
    2607-2616页
    查看更多>>摘要：鸭舵式双旋弹通过调节前体滚转角方位进行弹道修正,建立准确的舵翼控制力模型是深入研究其弹道特性和进行弹道设计的关键.综合考虑弹体和各片舵翼之间的干扰作用,在非滚转系中利用傅里叶级数对前体纵向对称面相对复攻角平面方位改变产生的周期性效应进行变换,建立适用于该类炮弹大攻角飞行的精确舵翼控制力工程计算模型,从原理上显示其与四片舵翼结构参数、复攻角幅值和相位以及前体滚转角方位间的关系.通过计算流体力学数值方法对不同前体滚转角和复攻角下的舵翼控制力进行仿真分析.研究结果表明:受一对减旋舵和操纵舵的法向力共同影响,舵翼控制力的大小和方向变化均呈现出强非线性特征,在大攻角条件下尤其突出;在任意复攻角和前体滚转角情况下,所建模型能够准确描述鸭舵式双旋弹的舵翼控制力及各因素对它的影响,为该类炮弹的前体结构设计、弹道特性分析和弹道设计等提供了理论依据与参考.

    鸭舵式双旋弹舵翼控制力非线性数值计算

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    基于AGE-MOEA的杀伤链建模与优化方法

    万斯来王国新明振军李传浩...
    2617-2628页
    查看更多>>摘要：针对武器装备体系的杀伤链设计问题,提出一种基于自适应几何估计多目标进化算法(Adaptive Geometry Estimation based Multi-Objective Evolutionary Algorithm,AGE-MOEA)的杀伤链建模与优化方法.围绕杀伤链闭合的设计思路,结合OODA循环理论,以传统火力分配模型为基础,综合考虑侦察、指控、打击3类武器装备,建立以打击效能最大、武器消耗最小和损毁威胁最小为目标函数,以装备使用约束、杀伤链关系约束和毁伤门限约束为约束条件的杀伤链设计多目标优化数学模型,实现对杀伤链设计问题数学表征;提出基于AGE-MOEA的杀伤链优化设计方法流程,用于求解杀伤链设计多目标优化数学模型.进行数值仿真实验和防空反导作战场景下的杀伤链设计实验.研究结果表明:杀伤链建模与优化方法能够保证所有目标杀伤链闭合的前提下,同时追求打击效能、武器消耗和损毁威胁最优,求解得到杀伤链方案,形成分布式杀伤力;验证了杀伤链设计多目标优化数学模型的科学性,AGE-MOEA求解杀伤链设计问题的有效性,以及杀伤链设计方法在实际军事作战问题的可行性.

    杀伤链杀伤网OODA循环多目标优化

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    喷水推进两栖车辆水面航行特性试验与数值计算研究

    鲁航刘昊然陈泰然黄彪...
    2629-2645页
    查看更多>>摘要：兼具陆上机动、水面航行及水陆交界地带作业能力的特种水陆两栖车辆,是未来多域协同系统中重要组成部分.以喷水推进两栖车辆为研究对象,基于船模拖曳水池试验,获得了弱约束条件下喷水推进两栖车辆的航行特性,建立了喷水推进器与两栖车辆一体化操控的数值计算方法,对喷水推进两栖车辆水动力性能展开研究并充分验证了数值计算方法的准确性,对比分析了两栖车辆设计航速下拖曳与约束自航条件下的航行特性.相比于常规的"船-泵"一体化研究,从两栖车的角度丰富了喷水推进器和水面航行体相互影响的研究.结果表明,约束自航条件下车体阻力相比无喷水推进条件下阻力增加17.6％,喷水推进器运行导致的车辆姿态变化是造成增阻的主要因素.约束自航条件与拖曳条件相比,虚长度延伸长度从-0.864 X/L(X为距车辆重心长度,L为两栖车总长)增加至-1.513 X/L.与此同时,鸡尾流波高高度与发散波面积显著增加,从0.037 H/L(H为波面高度)增加至0.061 H/L,增加了尾流场附近能量损失.

    水陆两栖车辆喷水推进水池试验数值模拟航行特性

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    三维自适应固定时间多导弹协同制导律

    于航李清玉戴可人李豪杰...
    2646-2657页
    查看更多>>摘要：针对三维空间内多导弹对机动目标同时攻击的问题,提出一种具有自适应律的三维多导弹固定时间协同制导律.建立三维空间导弹-目标动力学模型,以弹目视线方向和其垂直方向设计制导律,可保证剩余飞行时间和法向速度在固定时间内完成一致性收敛.采用自适应律来跟踪机动目标运动参数策略,提高多导弹系统的稳定性与对机动目标的打击精度.改进多导弹系统收敛条件,所设计的制导律具备了对攻击时间的约束能力.向制导律中加入饱和函数,避免因符号函数带来的系统抖振.通过仿真实验验证所提固定时间协同制导律的有效性及对抗通信拓扑切换的鲁棒性.实验结果表明:相较于对比文献所设计的制导律具有系统快速收敛以及高精度.

    多导弹协同制导固定时间自适应律机动目标

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    可重构性和解耦性轮腿式机械腿构型综合方法

    潘武星李瑞琴
    2658-2666页
    查看更多>>摘要：基于螺旋理论和可重构机构运动分岔原理,综合出一组完全解耦的可重构轮腿式混联机械腿构型.根据机械腿轮、腿模式自由度需求,分析了机械腿轮腿变换机理,进而综合和筛选出5种主运动支链.基于轮腿变换机理,提出约束支链布局原理和方案,基于螺旋理论构造约束支链,根据主运动支链及约束支链几何条件,进行运动副轴线变换及运动副分解、组合,最终得到134种约束支链.基于并联机构运动解耦概念,导出驱动副选取条件,确定各约束支链上的驱动副位置.通过实例验证机械腿的可重构性和解耦性.研究结果表明:综合出的机械腿基于约束奇异实现轮腿模式切换,减少了构态变换所需的时间消耗,使模式切换更加高效;由于结构约束的存在,轮式运动时,无需锁死与腿模式运动相关的关节,减少了能量消耗及驱动控制难度.

    轮腿式机械腿构型综合约束支链可重构性解耦性

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    衡重参数对超空泡航行器振荡特性的影响

    郭开心黄闯颜凤古鉴霄...
    2667-2677页
    查看更多>>摘要：为研究衡重参数对超空泡航行器振荡特性的影响规律,结合流体体积多相流模型、Real-izable k-e湍流模型、Schnerr-Sauer空化模型和刚体运动方程组,建立超空化流场和刚体运动相耦合的仿真模型,并与试验结果对比,验证仿真模型的合理性.通过仿真计算研究超空泡航行器的自由运动特性,定量总结质量和质心位置的改变对超空泡航行器振荡特性的影响规律.研究结果表明:所建模型仿真结果与试验结果变化规律一致,俯仰角和偏航角相位差1/4个周期,振荡周期约为0.079 5 s,偏差不超过3.38％,仿真模型可靠;超空泡航行器的自由运动表现出类圆锥动态振荡特性;随航行器质量的减小,姿态角的振荡幅度基本不变,弹道的振荡周期逐渐减小,质量减小33.33％,周期减小13.26％;随着航行器质心位置的前移,姿态角的振荡幅度逐渐增大,弹道的振荡周期逐渐减小,质心前移25％,周期减少14.29％.

    超空泡航行器衡重参数振荡周期超空化流场

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    基于L-SHADE算法的AUV载体磁干扰参数辨识的数值模拟

    周国华李林锋吴轲娜刘月林...
    2678-2687页
    查看更多>>摘要：采用自主水下航行器(Autonomous Underwater Vehicle,AUV)磁测平台可开展海洋地磁场测量、水下磁性目标探测和识别等工作,AUV磁测平台具有广阔的应用前景,但目前AUV载体磁干扰补偿技术研究尚不成熟,制约着水下航行器测磁精度.基于磁测平台抗磁干扰基本原理,提出一种基于线性种群规模缩减和成功历史的参数自适应差分进化(Success History-based Adaptive Differential Evolution with Linear Population Size Reduction,L-SHADE)算法的 AUV 载体磁干扰参数辨识的数值模拟方法.用磁偶极子和旋转椭球壳混合模型来等效模拟AUV载体磁干扰,通过模拟航行获得多组磁测数据,据此建立磁干扰参数辨识模型,并采用L-SHADE算法求解.通过数值模拟实验定量分析研究磁测平台测磁精度随磁传感器、平台姿态及航向等误差的传播规律.研究结果表明:当磁传感器测量精度为10nT、姿态测量精度为0.01°、航向测量精度为0.1°时,测磁误差可小于100 nT.设计的AUV磁测平台抗干扰试验表明,地磁场总量最大相对误差为1.07％.

    自主水下航行器磁干扰补偿参数辨识磁等效数学模型L-SHADE算法

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    安全最优跟踪控制算法与机械手仿真

    陈文杰崔小红王斌锐
    2688-2697页
    查看更多>>摘要：为确保安全关键型系统在安全区域内运行并保持最佳性能,提出一种基于强化学习的安全最优控制跟踪算法.通过在评价函数中加入控制屏障函数,兼顾系统的安全性和最优性;通过在控制屏障函数中加入阻尼系数,指定其对评价函数的相对支配能力.引入强化学习的思想,实现系统动力学未知系统的安全最优跟踪控制,证明跟踪控制系统能在安全区域内能实现最优性和稳定性.利用二连杆平面机械手仿真验证所提算法的有效性,仿真实验结果表明:机械手末端位置被控制在安全范围内的同时,也实现稳定下的最优性能表现;仿真结果证明所提算法能实现系统状态安全下的最优的跟踪控制效果.

    强化学习安全最优跟踪控制控制屏障函数阻尼系数

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