为解决履带车辆变型设计中车体姿态调整问题，提出了一种基于虚拟样机技术和参数优化技术的新方法。建立变型履带车辆的多体动力学模型并进行了实验验证；选择平衡肘预安装角作为设计变量，以车体距地高为约束条件，车体姿态参数为目标函数进行了优化；对优化后的车辆车体姿态及扭杆弹簧最大剪应力进行了校核，证明了本文提出的车体姿态调整方法的可行性。

针对柴油机等机械故障检测中存在数据样本分布不平衡的问题，提出了一种最大间隔分离超球面的柴油机异常检测方法。分析了支持向量描述模型存在泛化能力差的缺点，结合最优分类超平面的优点，引入分离比例参数和异常类样本信息来权衡超球的描述精度和泛化性能，提出了运用支持向量个数和接受者操作特性（ROC）曲线下面积作为分类器性能评价指标的模型参数分步优化方法。柴油机实测信号异常检测结果验证了本文方法的优越性和良好应用前景。

分布式高炮火控系统在大间隔配置条件下，受火力单元空间基线、有效射高以及有效斜距离的限制，采用传统的同一时刻射击方式时射击效果不理想。在保留同一时刻射击方式的同时，设计了同一斜距离和同一未来点2种新的射击方式，其中同一斜距离射击方式确保了各火力单元的最佳开火距离，而同一未来点射击方式则实现了各火力单元对目标同一未来点的火力包围。考虑工程应用，给出了3种射击方式的具体实现，并通过某型分布式火控系统数值仿真以及靶场射击试验说明了设计方案的合理性和可行性。

为提高转管自动炮高速供弹机构的供弹运动可靠性，研究了高速供弹机构运动可靠性仿真方法，建立了某转管自动炮高速供弹机构的动力学仿真模型，采用随机抽样模拟拨弹轮的初始定位角误差，完成供弹机构的参数化驱动供弹仿真，结合可靠性应力强度干涉模型，计算了供弹机构的运动可靠性，并根据计算结果，比较和优化了设计方案。试验结果表明，通过运动可靠性仿真分析和优化设计，可明显提高高速供弹机构的运动可靠性，证明了高速供弹机构运动可靠性仿真方法的有效性，为高速供弹机构的运动可靠性分析提供了一种可行的方法。为提高转管自动炮高速供弹机构的供弹运动可靠性，研究了高速供弹机构运动可靠性仿真方法，建立了某转管自动炮高速供弹机构的动力学仿真模型，采用随机抽样模拟拨弹轮的初始定位角误差，完成供弹机构的参数化驱动供弹仿真，结合可靠性应力强度干涉模型，计算了供弹机构的运动可靠性，并根据计算结果，比较和优化了设计方案。试验结果表明，通过运动可靠性仿真分析和优化设计，可明显提高高速供弹机构的运动可靠性，证明了高速供弹机构运动可靠性仿真方法的有效性，为高速供弹机构的运动可靠性分析提供了一种可行的方法。

针对目前研究枪械自动机关键件寿命试验手段不足的问题，设计了一种冲击疲劳试验机。根据自动机工作载荷的特殊性，主要研究冲击疲劳试验机的冲击加载机构。运用遗传算法对加载机构的主要构件凸轮机构进行优化计算，优化后的加载机构体积减小28%. 用冲击脉宽、冲击脉冲峰值、冲击冲量描述冲击脉冲，以冲击质量、冲击速度、冲击接触刚度k_c、冲击刚度k_e作为调节变量。通过数值仿真计算方法得出调节变量与冲击脉冲间相互关系，得到冲击脉冲调节方法及性能参数。分析结果对设计专用型枪械自动机冲击疲劳试验机具有参考价值。针对目前研究枪械自动机关键件寿命试验手段不足的问题，设计了一种冲击疲劳试验机。根据自动机工作载荷的特殊性，主要研究冲击疲劳试验机的冲击加载机构。运用遗传算法对加载机构的主要构件凸轮机构进行优化计算，优化后的加载机构体积减小28%. 用冲击脉宽、冲击脉冲峰值、冲击冲量描述冲击脉冲，以冲击质量、冲击速度、冲击接触刚度k_c、冲击刚度k_e作为调节变量。通过数值仿真计算方法得出调节变量与冲击脉冲间相互关系，得到冲击脉冲调节方法及性能参数。分析结果对设计专用型枪械自动机冲击疲劳试验机具有参考价值。

针对目前大型CAD软件的协同支持工具协作功能有限，分发模型数据量过大，无法实现高效响应设计问题，结合自动武器快速协同设计的实时性需求，在可配置可复用的模块参数化设计方法的基础上，建立了基于网络协同的自动武器三维模型数据结构一致性保持及映射机制。利用与平台无关的结构化信息描述手段描述特征模型和三维建模参数化造型数据及相关操作信息，提出基于局部变参数复制式共享机制的造型同步协作方法，以较小的负荷交换模型局部变化数据,以满足自动武器快速协同设计需求。

针对由激光测距机与精密测角设备组成的光电跟踪系统，为了攫取跟踪系统的冗余测角信息以提升不完全量测下跟踪系统的估计性能，设计了基于验后置信度残差检测的联邦目标跟踪滤波器。依据物理结构将跟踪系统的位置探测通道分解为测距与测角2个探测通道，并对2个探测通道的量测数据分别进行基于验后置信度残差检测的目标状态估计。将估计结果送至融合中心进行信息融合。利用融合结果，并根据探测通道数据可信的验后概率，对探测通道的子滤波器进行信息分配。Monte Carlo仿真表明，在不完全量测下，所提滤波器在不增加系统硬件成本的前提下，通过攫取高采样率下的测角信息，显著改善了跟踪系统的估计性能，并且滤波器估计误差均方差(RMSE)已逼近跟踪系统统计意义下的Cramer Rao下界(CRLB).

研究了一种采用随机相位板消除光学像差的波前编码和数字图像处理混合成像方法。用激光散斑干涉法制作随机相位板，放置在系统成像面之前的光路中，光学像差图像被转变为随机编码中间像，使光学系统固定像差淹没在随机编码中受到削弱。建立了基于频域梯度优化的盲反卷积解码算法，用于解码中间像为无像差图像，由于采用频域共轭梯度优化，提高了解码图像速度。分析了对称像差、非对称像差和混合像差等情况对编码成像质量的影响，并显示了编码成像抑制噪声的能力。进行了计算机模拟和实验室实验，结果表明，所提出方法具有有效消除像差和抑制噪声的能力，改善光学系统成像质量，使成像系统分辨率达到光学衍射极限水平。

为了优化目标测定仪中的激光回波率指标，将激光回波视为不完全量测序列，并将回波率下界描述成一个非线性矩阵不等式（NMI）的最优解，利用摄动线性化方法给出了NMI的求解算法。通过对匀速直线航路、匀速圆周航路和俯冲航路3种场景中的激光回波率进行仿真求解。结果表明，当激光回波率大于下界时，统计意义下的估计误差协方差对任意初值均收敛。该算法避免了传统方法依据经验确定激光回波率指标时的不足，可用于目标测定仪中的激光回波率优化设计。

为了补偿弹载合成孔径雷达（SAR）回波数据中的相位误差，研究了一种新颖的SAR图像自聚焦算法。该方法以量子粒子群（QPSO）算法为基础，利用最小熵准则作为评判标准，通过多维搜索完成相位误差校正，改善聚焦质量以提高打击精度。同传统的相位梯度自聚焦算法（PGA）相比，该方法具有较好的鲁棒性和收敛速度快的特点，对低频高阶相位误差有非常好的补偿能力。并且适用于绝大多数场景，特别是对于无任何明显特征的图像。仿真结果验证了该方法的有效性。

提出一种联合估计雷达时差和系统误差的方法。该方法假设公共目标做匀速直线运动，建立了不同雷达对公共目标的探测位置差与时差和探测系统误差的关系，并以此给出了线性最小二乘法估计。针对多雷达组网的应用场景，设计了基于方差加权的估计融合算法，提高了公共目标较少情况下的联合估计性能。通过仿真验证，该联合估计算法在航迹相关算法容忍的时差范围内，能准确估计时差。

针对脉冲磁流体发电机发电通道对均匀强磁场的特殊要求，提出了一种适合于在大空间内添针对脉冲磁流体发电机发电通道对均匀强磁场的特殊要求，提出了一种适合于在大空间内添加软铁的双磁回路聚磁结构设计方案。应用Maxwell 2D/3D软件计算了空间区域内的磁感应强度，研究了诸因素对磁感应强度和磁场均匀度的影响。结果表明：软铁能够显著提高空间内磁感应强度和磁场均匀度，较不含软铁的方案2者分别提高21.4％和2％，软铁厚度存在一个最佳值；磁块内禀矫顽力的增加能显著提高空间内的磁感应强度。通过上述设计方法，加工制作了104 mm×360 mm×500 mm大空间永磁块构成的磁回路装置，实测该空间内的磁感应强度为1.24 T，磁场均匀度达到95％，该研究结果为脉冲磁流体发电机的研制提供关键技术解决途径。

为实现半球壳内外表面缺陷的高精度、非接触测量，在一种新型非正交系坐标测量机的基础上，提出了球壳内外表面缺陷的光学复合式测量方法。该方法将激光测量的点扫描与视觉测量的面扫描相结合，不仅可以测量表面缺陷的覆盖面积和分布，还可以测量缺陷的深度/高度。实际测量结果表明了该方法是可行的，具有较高的精度和效率。为实现半球壳内外表面缺陷的高精度、非接触测量，在一种新型非正交系坐标测量机的基础上，提出了球壳内外表面缺陷的光学复合式测量方法。该方法将激光测量的点扫描与视觉测量的面扫描相结合，不仅可以测量表面缺陷的覆盖面积和分布，还可以测量缺陷的深度/高度。实际测量结果表明了该方法是可行的，具有较高的精度和效率。

针对微热光电系统，设计了4种结构的平行板燃烧室，在考虑辐射表面温度分布的不均匀性和空间辐射角系数的前提下，构建了系统能量转换模型并编制了相应的计算程序。通过计算得出不同结构的平行板燃烧室对系统能量转换的影响，重点分析了喷口形状、多孔介质、催化剂的使用等条件改变时辐射外壁面的温度分布、辐射能光谱分布、各子环节效率和系统整体电能输出。结果表明：在微燃烧室中，多孔介质的填充、扩展型喷口的开设、催化剂的使用均能提高其外壁面的平均温度，同时也能改变温度分布特别是最高温度区域的位置，这也导致单色辐射力和有效辐射能均依次增加；基于3种改进结构燃烧室的系统在能量转换的各方面均优于采用圆形喷口直通道燃烧室的系统，其中扩展型喷口内部催化结构的燃烧室在相同燃料输入时能使系统整体效率提高56.6％，功率密度达到0.87 W/cm³.

为实现微小尺寸零件表面缺陷的快速精确检验，对微小尺寸零件表面缺陷光学检测技术进行了研究。以典型微小尺寸环形零件为研究对象，从零件的表面特征、缺陷类型及检测算法出发，建立了基于机器视觉的微小尺寸零件表面缺陷光学检测系统；通过对微小尺寸环形零件表面缺陷纹理特征研究，提出图像梯度方差加权信息熵算法抑制表面随机纹理，提取微观表面缺陷，进行微小尺寸零件缺陷的检测。实验结果表明：该检测算法能够快速有效地进行微小尺寸零件表面缺陷的识别与检测，缺陷识别率达96.5%. 实验验证了理论分析及表面缺陷检测算法的正确性，可用于微小尺寸零件表面缺陷的精确检验。为实现微小尺寸零件表面缺陷的快速精确检验，对微小尺寸零件表面缺陷光学检测技术进行了研究。以典型微小尺寸环形零件为研究对象，从零件的表面特征、缺陷类型及检测算法出发，建立了基于机器视觉的微小尺寸零件表面缺陷光学检测系统；通过对微小尺寸环形零件表面缺陷纹理特征研究，提出图像梯度方差加权信息熵算法抑制表面随机纹理，提取微观表面缺陷，进行微小尺寸零件缺陷的检测。实验结果表明：该检测算法能够快速有效地进行微小尺寸零件表面缺陷的识别与检测，缺陷识别率达96.5%. 实验验证了理论分析及表面缺陷检测算法的正确性，可用于微小尺寸零件表面缺陷的精确检验。

降雨对激光信号产生严重的衰减，从而给激光近炸引信的应用带来一定的影响。激光在雨中的传输衰减已在红外波段有了深入研究，而可见光波段激光在雨中传输的衰减特性还未见报道。在夫琅禾费衍射和几何光学散射理论基础上，建立单雨滴对波长0.532 μm绿激光光束的传输衰减模型，通过实验测试多雨滴的透过率并与理论计算结果进行对比，误差不超过2%. 研究分析表明：雨滴对波长0.532 μm激光的吸收率为1.32×10^－9，可忽略；在传播过程中，只考虑雨滴的散射衰减，并且受衍射与几何散射共同影响；而近红外激光由于雨滴的吸收作用使得透过率低于0.532 μm. 雨滴的衰减特性研究为绿激光在降雨环境下引信中的应用提供了一定的理论依据。降雨对激光信号产生严重的衰减，从而给激光近炸引信的应用带来一定的影响。激光在雨中的传输衰减已在红外波段有了深入研究，而可见光波段激光在雨中传输的衰减特性还未见报道。在夫琅禾费衍射和几何光学散射理论基础上，建立单雨滴对波长0.532 μm绿激光光束的传输衰减模型，通过实验测试多雨滴的透过率并与理论计算结果进行对比，误差不超过2%. 研究分析表明：雨滴对波长0.532 μm激光的吸收率为1.32×10^－9，可忽略；在传播过程中，只考虑雨滴的散射衰减，并且受衍射与几何散射共同影响；而近红外激光由于雨滴的吸收作用使得透过率低于0.532 μm. 雨滴的衰减特性研究为绿激光在降雨环境下引信中的应用提供了一定的理论依据。

针对非对称齿轮齿根弯曲应力计算中不计齿面摩擦的现状。以一对非对称渐开线直齿增速齿轮机构中主动轮为研究对象，在综合考虑齿面摩擦影响的情况下，建立轮齿的受力模型。通过系统地分析、研究，分别针对单、双齿啮合情况，推导出齿面摩擦作用下非对称齿轮齿根弯曲应力的优化计算公式，并给出了相应的计算流程图。对影响非对称齿轮齿根弯曲应力的相关因素进行了探讨。仿真计算表明，在非对称齿轮齿根弯曲应力计算中，齿面摩擦的影响不容轻易忽视。

利用光斑图像测量激光束散角，易受相机动态范围的限制，加衰减片又会影响光斑分布特性，从而影响测量精度。利用相机线性响应动态范围特性，提出了可行的测量图像方法，对得到的临界饱和光斑图像使用均值滤波后进行束散角测量，测量不确定度为0.02 mrad；同时提出利用图像融合的方法，通过对曝光不足和曝光过量的光斑图像融合，扩大了相机的动态范围，获得了激光光斑整体分布特性，并进行束散角测量，实验结果也验证了束散角测量的准确性。

针对图像去噪的问题，提出一种基于自适应小波阈值去噪的算法。该方法根据噪声在小波变换下的特性自适应确定小波分解的阈值，并将去噪图像的峰值信噪比作为性能指标，采用中点法进行寻优，得到最优的阈值参数。该方法具有自适应性强、算法简单、去噪效果好等特点。通过实例表明，该方法比原有的阈值去噪算法去噪效果更佳，使图像达到更良好的视觉效果。

以装备维修备件需求预测与决策问题为研究对象，依据某部队特种装备维修备件需求量统计数据，运用粗糙集协调近似表示空间模型方法，建立了该作战单元装备维修备件需求量的知识表示系统，并应用该方法对其决策信息系统进行属性约简、规则融合，获得较好的预测与决策规则。该研究对快速、精确预测装备维修备件需求量和实现装备保障精确化具有重要技术支撑作用。

武器—目标分配(WTA)问题是军事运筹学中经典的NP完全问题，其模型为非线性整数规划模型，包含多种约束条件，求解复杂、收敛速度慢，采用改进粒子群优化(PSO)算法求解WTA问题。在建立WTA最优化分配模型的基础上，提出了一种针对多约束WTA问题的粒子编码方案及模型的适应度函数，解决了粒子的整数域初始化问题。采用粒子相似度函数，重新定义PSO算法中速度及距离概念，进而提出一种适用于整数规划的粒子速度更新算法及粒子寻优调整操作方案，提高了PSO算法的迭代效率及寻优能力。仿真结果表明，该算法计算快速有效，特别适合粒子群体规模较大时的WTA问题实时求解。