针对制导弹药空间狭窄和发射过载高的环境特点, 提出了一种基于微机电系统 (MEMS)惯性器件的嵌入式一体化抗高过载微惯性测量单元(MEMS-IMU) 结构设计方法。在分析 MEMS-IMU结构设计原则和要求基础上,设计加工了MEMS-IMU 结构并研制了惯性测量系统。该 MEMS-IMU通过合理利用空间,极大地减小了体积和重量,同时采用一次性嵌入式的设计与加工方法,以及特殊的灌封材料与工艺,显著提高了结构的抗高过载性能。有限元分析结果表明该结构力学性能良好,马歇特落锤试验和地面炮击试验结果也表明该结构可满足制导弹药对MEMS-IMU 的小体积和抗高过载等要求。

针对坦克炮、自行火炮信息化弹药膛内实时装定问题，采用共用底火的装定系统对入膛后的弹药进行实时装定。为了解决共用底火装定系统中存在击发能量流与装定能量流对装定回路和击发回路产生影响的问题，建立了能量流双向隔离系统边界条件和隔离系统函数，并通过对函数的参数取值设计了针对特定击发能量类型的隔离系统。试验结果表明，采用该方法得到的隔离系统能够有效地隔离装定能量流和击发能量流，且其对击发能量流的损耗很小。

随着云计算技术的蓬勃发展及在军事领域的广泛应用，使得大规模智能弹药协同作战成为可能。为了深化和扩展协同作战的内涵，从系统科学的角度出发，提出了云弹药系统的概念，基于协同学的相关理论对系统内涵进行了论述，并对系统的主要特征进行了机理分析和数学描述。给出了云弹药系统的主要功能，并对云弹药系统的发展趋势及亟需解决的问题进行了讨论。

分析了集束子弹药引信自失效、自失能可采取的技术路线;重点介绍了2 种典型的集束子弹药引信自失效路线;建立了一类集束子弹药引信可靠度模型;应用实验结果求解了引信各模块的可靠度,并应用Monte Carlo 法进行了综合发火率和自失效率仿真。实验和仿真结果说明:引信自毁/ 自失效模块的可靠度指标应高于发火装置的可靠度指标;多管火箭炮系统(MLRS)发射子弹药引信综合发火率较难达到99%;自失效率应单独考核。

火炮弹药协调器是一个复杂的多参数机电液一体化系统，在建立其动力学模型时，某些对系统性能有重要影响的不可测或难以测量的参数，只能通过辨识的方法获得。为了实现弹药协调器的参数辨识，在Simulink中建立弹药协调器的动力学模型与控制模型，并利用区间数描述系统动作过程中的不确定参数；利用区间序关系转换模型，将存在区间不确定参数的辨识问题转换成确定性优化问题进行求解；以协调器支臂角速度曲线的相似度作为优化目标，利用差分进化算法实现了弹药协调器的参数辨识；利用仿真数据确定了此方法的辨识精度满足要求，并利用测试数据对真实系统的参数进行了辨识，验证了此方法的可行性和有效性。

对于具有长期贮存、一次性使用的弹药来说，其贮存可靠性占有重要地位。依据弹药在贮存状态下的失效特点，应用Poisson过程理论建立弹药贮存寿命评估数学模型和统计分析方法，给出在一定置信度下弹药贮存寿命与可靠度之间的关系表达式。

针对末制导弹药对地面目标攻击时是否加入中制导环节，研究其末段飞行过程中与目标的几何位置关系，采用快速计算与解析方法分析其打击地面固定目标时导引头对目标的角度截获。通过空中散布椭球和地面散布椭圆的近似计算得到视场角计算公式，进而建立一般的数学模型，并从统计概率角度，得到末制导目标截获概率，根据3σ原则判断是否加入中制导环节。同时研究了零控脱靶量与末制导修正距离，结果表明末制导修正能力满足零控脱靶量。仿真发现导引头开机位置距离目标逐渐变小时，视场角的置信区间先减小、后增大。计算了不同干扰因素对视场角置信区间的影响，结果表明水平风对视场角分布的影响比侧风的影响要大。

在内弹道方程组基础上，结合数学偏导方法，推导出内弹道修正系数的理论计算公式，以5.8 mm步枪为武器研究平台，计算5.8 mm步枪装药量、弧厚、弹头质量的修正系数。结果表明：对5.8 mm步枪初速及最大膛压影响程度大小依次为装药量、球扁药弧厚、弹头质量。装药量在靶场试验中具有较精确可控性，用统计分析法仅对得到的发射药尺寸及弹头质量对5.8 mm步枪初速影响数据进行显著性分析，分析显示发射药尺寸较弹头质量对初速影响更为敏感，与理论计算结果相一致。从而得出改进发射药尺寸偏差是提高5.8 mm步枪射击精度的有效方法。

为分析输送链条的动力学特性和弹药的稳定性，将所有链节及弹架两侧双排滚子简化为弹簧阻尼单元，采用多体系统动力学和运动弹性动力学理论，建立输送链条的完整动力学模型和弹药的稳定性模型。借助Matlab软件，对输送链条的整体动力学模型进行数值仿真，并求解弹药的稳定性模型。通过数值仿真结果可知：在不同驱动功率下输送链条的速度、加速度均窄幅波动；轨迹线的形状特征决定了弹药离心力的动力学响应和突变特性，离心力的突变特性对弹药运动法线方向稳定性具有较大的影响，而弹药在运动切线方向上的稳定性主要受自身惯性和输送链条的动力学参数影响。根据弹药上部的摆动位移响应可知，弹药在运动法线方向和切线方向具有较好的动态稳定性。采用试验测量方法，得到输送链条的切线方向加速度与弹架的法线方向加速度值，测量数据与仿真结果较为吻合。

针对联合火力打击背景下弹药需求预测难的问题，基于武器装备对抗的损失交换比确定不同装备打击不同目标的有效战斗力指数，将有效战斗力指数大小作为衡量敌方目标对我方装备威胁度高低的评判标准，为弹药需求预测提供基本依据。按照对敌最大毁伤原则，建立以最大综合战斗力指数为目标函数的联合火力打击弹药需求预测模型。根据弹药需求量的影响因素设定多种约束条件，结合作战实际及战场态势对约束条件进行随机组合，并运用智能优化算法求解模型。结果表明：该方法合理有效、可操作性强，符合联合火力打击特点，实现了装备-弹药-目标最优编组模式下的弹药需求预测，为未来高技术战争的弹药需求预测开拓了新思路。

推送链机构是一种新型直线伸缩机构，可将弹药从一个位置快速推送至另一位置，具有推送距离长、收回状态占用空间小的优点。该机构采用蜗式链盒存储单向链，能够在有限空间中存储最大数量的链节，实现大距离的推送。为了分析链轮多边形效应和啮合冲击对单向链的动力学特性和推送平稳性的影响，建立了单向链从链盒中抽出过程及与链轮啮合过程的动力学模型，同时，将单向链伸出部分简化为多弹簧阻尼系统，推导出单向链推送过程的动力学模型。借助数学软件MATLAB，采用龙格-库塔法，对推送链机构的整体动力学模型进行数值仿真。仿真结果表明：在推送过程中，将单向链从蜗式链盒中拖出的抽出力随时间震荡减小至0，链轮对单向链的拨动力由剧烈震荡过渡至平稳波动，且单向链的推送速度波动较小，该机构具有良好的推送平稳性。通过试验测量，验证了所建立动力学模型的准确性。

基于火炮弹药协调器定位过程中的参数不确定性，提出一种间接提高定位精度可靠性的优化方法。分析了影响弹药协调定位性能的主要不确定性因素，对不确定性变量进行空间变换和拉丁超立方采样，根据空间变换后采样点到均值点的距离计算误差权值；在Simulink中建立协调过程的机电系统模型，并对各个采样点进行仿真以获取定位误差，对定位误差进行加权取和作为性能指标，使用粒子群优化算法对该性能指标进行了最优化设计。优化计算结果表明，该方法具有显著的优化效果和较高的计算效率。基于火炮弹药协调器定位过程中的参数不确定性，提出一种间接提高定位精度可靠性的优化方法。分析了影响弹药协调定位性能的主要不确定性因素，对不确定性变量进行空间变换和拉丁超立方采样，根据空间变换后采样点到均值点的距离计算误差权值；在Simulink中建立协调过程的机电系统模型，并对各个采样点进行仿真以获取定位误差，对定位误差进行加权取和作为性能指标，使用粒子群优化算法对该性能指标进行了最优化设计。优化计算结果表明，该方法具有显著的优化效果和较高的计算效率。

为有助解决集束子弹药的未爆弹问题，阐述“自毁”、“自失效”、“自失能”、“绝火”概念，分析各个概念的发展、内涵及其技术实现方式。结合典型的集束子弹药“三自”引信，以框图形式抽象表述其“三自”组合装置的设计方法；通过实验数据和理论计算分析典型的集束子弹药“三自”引信的安全性与可靠性。研究结果表明：“绝火”与“自失效”、“自失能”内涵及实现时所采用的技术方式有较大区别；采用“三自”组合后可以增加引信综合作用率；采用自毁/自失效组合设计时宜将自毁/自失效装置与隔爆件一体化设计，且自毁装置应有冗余保险控制；采用自毁/自失能组合设计时电子自毁装置也应采用冗余保险控制。

为了解决机载灵巧弹药微机电系统(MEMS)惯性导航传递对准时间过长、严重制约载机安全的问题，提出了MEMS陀螺零偏两点估计算法和弱可观测状态分离估计的快速传递对准算法。该方法基于对Kain等^［1］提出的速度+姿态匹配快速传递算法的可观测度分析，解决了陀螺零偏弱可观测状态的分离估计。采用系统噪声变分贝叶斯-卡尔曼滤波自适应算法处理快速传递对准算法中分离估计器参数对滤波器收敛的影响。仿真和靶场试验结果表明，在2.5 s内两点估计法估计准确度至少达到88%，对应的传递对准时间缩短到8 s.

针对地面网络化弹药系统多节点目标跟踪问题，提出了基于模糊逻辑的交互式多模型（FL-IMM）多节点目标跟踪算法。在多模型交互输出阶段，利用测量误差协方差矩阵的理论值与估计值之间的差值自适应调整测量误差方差；在多节点融合阶段，建立模糊融合系统（FFS）将来自不同节点的目标状态估计数据融合，进而得到网络目标状态估计。通过一个具有3个主探测节点的网络验证了该算法的可行性。实验结果表明，该算法在传感器失效、系统测量误差未知等情况下仍能很好地跟踪机动目标；该算法在地面网络化弹药多节点目标跟踪方面具有较大的实用性。

为满足灵巧弹药大数据量、高速率、高可靠性的装定需求，实现灵巧弹药的数据装定，针对感应装定系统的信道特性，从能量传输有效性、功率谱与带宽、码元同步误差对误码率的影响3个方面， 对单极性不归零码、单极性归零码、密勒码、曼彻斯特码、传号反转码、变形密勒码6种数字基带码型进行理论分析、仿真和实验室试验。仿真与试验结果表明：低电平间隙因子为0.3的变形密勒码具有很好的能量传输有效性、较为丰富的时钟定时信息和较低的误码率，适合选做发送信道的基带码型；曼彻斯特码是一种自同步相位编码，具有丰富的时钟定时信息、较低的误码率，适合选做反馈信道的基带码型；实验室试验结果与理论仿真结果具有一致性。

针对高可靠、长寿命的高价值弹药抽样问题，提出一种高价值弹药导弹寿命评估抽样方法。通过该方法研究高价值弹药导弹寿命服从Weibull分布时样本容量、贮存时间、可靠性评估精度之间的内在关系，给出揭示三者关系的数学公式。结果表明：新方法解决了单发价值高、可供试验研究的样本少、贮存年限（生产年份）不一的高价值弹药导弹可靠性试验最小样本容量问题，为科学评估其贮存寿命提供理论参考；运用新方法对贮存8 a的某型号高价值弹药进行抽样，在置信度0.9、可靠性评估精度指标0.15条件下，该批次贮存8 a的高价值弹药最小样本容量取9发。

针对智能弹药对地面车辆的非合作定位问题，提出一种利用目标非合作固有几何特征的成像引信定位算法。建立了快速交会条件下的空间成像模型，结合地面车辆的特点提出了车辆轴线的概念；构建过轴线等特征直线和光心的平面，证明平面相交直线与目标轴线的平行关系，得到目标坐标系3个轴向的方向向量；以待定系数法描述车辆中轴面，通过建立点面距离关系推导实现了弹目相对位置的解算。分析弹目相对姿态对定位精度的影响，并通过仿真实验验证了误差规律。实验结果表明：智能弹药距地高度小于100 m时，定位相对误差小于5%，算法可有效地实现高精度定位。

针对弹药传输机械臂在工作过程中由于受到基础振动干扰和负载不确定性的影响，存在定位精度低、定位速度慢的问题，以结构和工作原理相同的实验用原理样机为对象，提出一种基于干扰观测器扰动补偿的非线性连续时变反馈控制方法。该方法在控制律形式上类似比例微分（PD）控制，但其中比例和微分系数取决于系统Lyapunov函数，是系统误差变量的可微函数。为消除基础振动干扰和负载不确定性带来的非线性影响，采用一种有限时间非线性干扰观测器设计补偿环节。实验结果表明，基于观测器的扰动补偿可以将机械臂的定位时间由2.18 s缩短到1.32 s，缩短了39.4%；在所有基础振动干扰和不同负载的实验工况下，新控制方法都可以快速、稳定、精确地完成控制目标，验证了算法的有效性。

针对高速旋转弹药姿态测量中，传统的MEMS捷联惯性测量系统由于角速率传感器在量程和精度上不能同时满足测试要求而存在姿态测量精度低的问题，提出了半捷联MEMS惯性测量的概念、原理和半捷联MEMS惯性测量的实现方法；同时针对半捷联MEMS惯性测量系统的组成结构，对半捷联MEMS惯性测量装置进行了介绍。通过对动力输出仓、控制-驱动电路安装仓、惯性信息敏感仓和惯性信息采集仓的结构和功能说明，阐述了半捷联MEMS惯性测量的实现方法。该装置可在弹药高速旋转情况下为微惯性测量单元提供稳定测试环境，有效抑制高旋弹药对惯性系统姿态测量精度的影响，为高旋弹药姿态测量和常规弹药制导化提供了新的思路，具有一定的工程应用价值。

在弹药产品的质量无损检测中，小底隙的精确测量是保证产品质量的重要技术之一。为精确测量小底隙，利用CT成像的体积效应，提出一种小底隙厚度测量方法。在设定的扫描层厚下对产品进行工业CT断层扫描，使底隙完全包含在扫描层厚范围内；再将工业CT断层图像上的灰度差异转换为等效密度差异；并利用产品的材料密度及底隙物质（空气）密度来计算小底隙的厚度。实验结果表明，该方法可对0.3—2.0 mm的底隙进行测量，其最大绝对测量误差为0.03 mm,最大相对测量误差为4.8%．该方法解决了小底隙精确测量的技术难题，可浦足产品无损质量检测和评价的需要。

针对以气体发生剂为动力源的子弹药气囊抛撒数值模拟问题，采用LS-DYNA有限元软件，建立了以燃气质量流率-时间历程曲线为输入条件的子弹药气囊抛撒任意拉格朗日-欧拉流体与固体耦合计算模型，提出了采用内弹道理论和密闭爆发器试验求解气体发生剂名义燃速方程和燃气质量流率-时间历程曲线的方法。通过对装填不同药量氮气发生剂的典型子弹药气囊抛撒结构数值模拟，得到该抛撒结构下子弹药出舱速度、过载峰值随气体发生剂药量的变化规律，验证了弹箍对子弹药抛撒的促进作用。试验验证结果表明，所建立的数值模拟计算方法能较好地预测子弹药抛撒运动参数。

本文论述了通用弹药储存可靠性的定义和进行可靠性评估的一般步骤和方法，给出了成败型数据及单变量和多变量计量型数据可靠性评估的数学模型。

子弹药抛撒散布均匀性评价是子母弹研究及工程应用中的一项重要内容。现有评价方法主要基于X2检验法，存在着检验结果对分组区间的划分敏感以及要求样本数量足够大等缺点。前者使评价结果的可信度降低，后者使其应用范围受到限制。本文在核估计的基础上，提出一种改进的X2检验法——核估计X2检验法。利用该方法对某导弹子母战斗部的子弹药抛撒散布均匀性进行评价，并与现有评价方法作对比。结果表明，该方法能克服现有评价方法的不足，且能精细地反映子弹药散布情况。

本文为了研究先进命中及高效毁伤弹药( AHEAD)开舱距离对毁伤效能的影响，首先分析了该弹开舱后的子弹散布规律以及单发及点射后形成的交汇平面上子弹密度分布，然后建立了弹丸对目标的毁伤评估模型，最后采用蒙特卡罗方法以典型目标（反辐射导弹）为例进行了计算。计算结果表明：当目标的散布小于弹丸的散布时，毁伤概率随开舱距离的增加而递减;当目标散布大于弹丸散布时，毁伤概率随开舱距离的变化曲线出现一个峰值，该值对应的开舱距离就是相应散布下的最佳开舱距离 ;目标的散布越大，开舱距离对毁伤概率的影响越明显。

提出了一种基于反应曲面建模(RSM)的制导弹药允许发射区参数模型设计方法。定义一个n顶点的多边形来表示允许发射区的几何形状，并采用一组二次多项式方程来建立允许发射区的数学模型。设计一组基于6自由度(DOF)模型的仿真实验来产生模型系数的训练数据集和验证数据集。其中，训练数据集对应的实验点采用D-最优设计来产生，模型系数通过对训练数据集的多元回归分析来确定。验证数据集用于验证利用拟合的系数得到的允许发射区是否满足预定的标准，其对应的实验点采用Sobol序列来产生。仿真实例表明，设计的参数模型满足允许发射区解算精度的要求，且可有效降低解算程序的计算复杂度。提出了一种基于反应曲面建模(RSM)的制导弹药允许发射区参数模型设计方法。定义一个n顶点的多边形来表示允许发射区的几何形状，并采用一组二次多项式方程来建立允许发射区的数学模型。设计一组基于6自由度(DOF)模型的仿真实验来产生模型系数的训练数据集和验证数据集。其中，训练数据集对应的实验点采用D-最优设计来产生，模型系数通过对训练数据集的多元回归分析来确定。验证数据集用于验证利用拟合的系数得到的允许发射区是否满足预定的标准，其对应的实验点采用Sobol序列来产生。仿真实例表明，设计的参数模型满足允许发射区解算精度的要求，且可有效降低解算程序的计算复杂度。

论述了在没有标准弹和弹道炮的情况下，如何对库存弹药实施内弾道性能检测。通过对传 统的检测方法的分析、研究，提出一种新的库存弹药检测方法。该方法不依赖传统的标准弹和弾道炮， 通过发射前对火炮身管内径变化量的测量，可以确定在弹药检测中由火炮自身所引起的系统误差。对 该主要误差进行修正，对其它次要误差通过制定规程严格控制，使其减小到最小，以取代传统当日修正 量的修正方法。本文还以某加榴炮为研究对象，就实现新的库存弹药检测方法的技术途径及实施过程 进行了分析和论证，最后给出具体的实施方法。

提出了一种两自由度弹药协调器结构方案,研究了其在安装基础存在随机振动情况下的受控动力学行为。把安装基础的振动处理为弹药协调器所受的不确定性外部扰动力,并忽略弹药协调器对安装基础的作用,同时假设外部扰动力和控制力大小有界;根据协调器的第二类La- grange 方程以及一种特殊给定的隐式Lyapunov 函数,建立了协调器的非线性控制算法以及结构与控制的耦合动力学方程;利用牛顿迭代法与龙格库塔法,求解了上述受控系统动力学方程。计算结果表明,所提出的两自由度弹药协调器可以实现弹药在存在随机基础振动情况下的准确协调定位。

目前，大多数评估方法没有考虑失效数据的删失性。对于弹药这种不维修产品，尤其是在贮存中阿时失效，目前尚无法检测，因此通过考虑弹药贮存试验数据的删失性的可靠性评估方法，可以得到更加合理的评估结果。本文分析了弹药贮存数据的特点，介绍了删失数据的类型及其对应的似然函数，讨论了弹药贮存的三种不同寿命分布函数的似然方程，提出了无寿终数据和有寿终数据的估计方法，并分别通过实例进行了评估。

安全性弹药是弹药未来发展的主要方向。依据弹药相对其寿命过程中可能遭受的主要环境刺激因素的安全水平提出了弹药的安全判据，引入安全度参数，建立了弹药安全性能评价的理论模型。模型中，依据弹药的安全度值划分了弹药的安全等级。基于该评价模型计算了改Mk-82钝感常规炸弹的安全性能，分析了未爆弹药（UXO）自失效设计对弹药整体安全性能的影响。结果显示，终点未爆自失效设计能明显提高弹药的安全水平。此模型较好地反映了弹药固有的安全性能，可以为弹药安全性设计及安全性能评价提供理论指导。

杀伤弹药的杀伤面积通常根据破碎性试验、球形靶试验和破片初速试验确定。本文采用正态分布近似破片的空间分布，并导出有效破片数随距离的衰减规律，进一步利用破片数随重量分布以及计算破片初速的现有关系，提出一个杀伤面积的工程计算方法。文中给出了四种战斗部的计算结果，均与实测值符合得较好。此方法可以预报各种杀伤弹药的杀伤面积，亦可用于弹丸方案论证。

为研究弹药装药贮存安定性和使用可靠性，按时序对其进行抽样检测。根据检测结果，建立产品性能失效模型，并由此确定一种预测产品有效贮存期的方法。

GPS/INS组合制导弹药从常规平台发射后需要在空中重新对准时，滚转角的初值难以获得。为解决该问题，分别针对弹体倾斜稳定和低速旋转两种情况，提出了估计初始滚转角的新算法。从姿态运动学方程出发，推导了弹体滚转角与横向角速率、姿态角速率之间的关系式，利用角速率陀螺测量值和GPS的速度测量值，基于最小二乘估计方法，可获得滚转角的最优估计值。仿真结果和性能分析表明，飞行过程中的随机风和常值风是影响估计精度的主要因素，在各种典型测量水平和飞行条件下估计算法的误差均小于3°. 该算法可用于空中粗对准时的滚转角估计。

基于贝叶斯生存分析理论的日渐成熟，以及传统弹药贮存可靠性评估方法的不足，提出在弹药贮存可靠性的随机截尾试验中，引入贝叶斯生存分析的相关理论，构建出可靠度的回归模型。以常用的指数分布与Weibull分布为例，运用基于Gibbs抽样的MCMC方法动态模拟出参数后验分布的马尔可夫链，给出随机截尾条件下参数的贝叶斯估计。利用BUGS软件包进行建模仿真分析的结果，证明该模型在弹药贮存可靠性评估中的直观性与有效性。

对以氮气发生剂为抛撒药的子弹药气囊抛撒装置进行实验。研究子弹抛撒速度、气囊压力与药量之间的关系以及母弹舱体结构强度与气囊强度对子弹抛撒速度的影响，获得相关的规律。同时，也对多舱定时、定序抛撒过程进行研究。实验结果表明，采用氮气发生剂为抛撒药的技术方案是可行的，且具有峰值压力低和抛撒过载小的优点。

研究了先验信息的融合问题。为避免少量的现场试验信息被大量的先验信息淹没，使用了以混合贝塔分布为先验分布的贝叶斯方法。分析了该方法的适用条件，并将之推广到了多先验的情况。利用这一结果，给出了在制导弹药的鉴定试验中进行可靠性评定的一般方法。通过实例，比较了这一方法与经典方法和使用贝塔分布为先验分布的贝叶斯方法的差异，说明了该方法的合理性和可行性。

分析了介质天线的辐射特性；介绍了介质天线的设计原则和方法。以小口径弹药引信为应用背景设计了一种介质天线，并测试了天线的辐射方向图和电压驻波比；测试结果证明本文介绍的介质天线的设计方法是正确的。

针对新型弹药产品质量评估样本数据少、试验消耗大、未有效利用制造过程质量数据等问题，提出一种基于改进樽海鞘群和最小二乘支持向量机（LSSVM）的新型弹药质量评估方法。以新型弹药靶试数据为输入，对批次弹药发射成功率进行贝叶斯估计。利用LSSVM建立弹药批次制造质量数据与弹药发射成功率之间关系的评估模型，使用精英质心和反向学习策略改进的樽海鞘群算法对LSSVM进行优化，有效提升评估模型的准确性，并以某新型弹药为例对评估模型有效性进行验证。验证结果表明：与传统LSSVM、粒子群优化的LSSVM及樽海鞘群优化的LSSVM模型相比，该模型具有较高的准确度和较强的鲁棒性，对新型弹药产品的质量评估有一定借鉴意义。