质子交换膜燃料电池（PEMFC）具有噪声低、红外特征弱，可靠性高等特点，在军用车辆和野外电源等领域有一定的应用价值。燃料电池系统的反应特性与其内部结构、反应环境等多种因素有关，而受传感器的限制，电堆内部质子交换膜的温、湿度等因素无法直接测量，系统每一次的反应特性也不尽相同，系统模型难以确立，传统的精确控制对系统湿度调节效果不佳。本文以3 kW风 冷式PEMFC为研究对象，设计了一个简化控制系统，对PEMFC系统湿度进行动态控制，使电堆湿度在阈值范围内周期性变化，摆脱了控制方式对系统模型的依赖性，解决了燃料电池内部湿度均匀性问题，并通过实验验证了该控制方法的可行性及效果。

为深入探究高速柴油机燃烧系统参数对燃烧性能的作用机制，采用多维数值模拟方法，研究了高速直喷(HSDI)柴油机喷油系统参数与燃烧室结构参数对燃烧过程的影响规律，并结合缸内燃油蒸气空间分布和油气混合等特性对燃烧系统参数的影响规律进行了分析。为了定量描述油气混合特性，引入了湍流混合速率和混合气浓度方差的概念。另外，采用正交方法开展了喷油系统和燃烧室结构参数对指示功率影响的权重分析。结果表明：对于研究的燃烧系统，柴油机指示功率随燃烧室径深比的增加先增后减，径深比6.4时功率最大，且此时油气混合最均匀。针对不同径深比燃烧室，喷油系统参数对功率的影响权重不同。随着燃烧室径深比增大，喷油压力的影响权重减小。油束夹角的影响权重增大，喷孔数、孔径的影响权重减小。喷油定时的影响权重先减小后增大。

在履带行走机构的作用下，土壤压实通常会伴随着横向扰动并产生位移，所以履带与土壤相互作用时的影响区域是三维的，为了更加全面地剖析履带-地面相互作用，预测牵引力，应该从三维的角度分析履带-地面相互作用。首先应用MckyesAli三维模型对挡板与土壤之间的相互作用进行分析，并讨论了挡板-地面相互作用与履带-地面相互作用的相似性。将三维模型应用到履带-地面作用分析中，引用相关试验数据，以挂钩牵引力为评价标准，验证了三维模型的实效性——与贝克模型进行对比，由三维模型得到的预测值更加接近实测值。三维模型的研究为履带-地面力学的进一步研究提供了借鉴，为从三维空间分析履带与地面之间的相互作用提供了理论基础和依据。

为了研究空降车着陆缓冲过程中的结构强度，采用有限元方法建立了车体-气囊有限元模型，在两种工况下进行仿真计算，获得最大加速度结果，并将有限元仿真与加速度试验结果对比。仿真结果能准确反映空降车着陆缓冲过程，车体冲击加速度满足着陆缓冲过程的要求。进一步得到了正常着陆工况和恶劣着陆工况下车体的应力分布情况，结果表明，车体最大Von Mises应力小于材料的抗拉强度，车体的结构强度满足设计要求。

针对柴油机升功率提高后燃烧过程的变化，应用CFD软件Fire研究燃烧子模型在柴油机高密度-快速燃烧过程模拟中的应用，利用某高升功率单缸柴油机的试验结果对WAVE喷雾破碎模型和涡团破碎(EBU)湍流控制燃烧模型的关键参数进行标定。对柴油机3 600 r/min时全负荷条件下燃烧过程进行数值模拟，仿真结果表明，缸内平均压力、指示功率和放热率与试验结果吻合良好，缸内燃油蒸发充分、温度分布均匀

载荷谱是装甲车辆发动机结构寿命研究的根本依据。为深入研究发动机载荷谱，以某型装甲车辆为研究对象，基于发动机工作过程数值计算方法、多体动力学理论和联合仿真技术，建立了包括动力装置、传动装置和行动装置的整车动力性能仿真模型。模拟了车辆行驶过程中驾驶员操作和路面状况对发动机动态工况的影响，并自主设计了挡位、车速传感器，通过实车试验对模型进行了验证。统计分析了装甲车辆发动机典型任务剖面下的载荷参数时间历程，得到了发动机及其零部件载荷谱，为基于载荷谱的装甲车辆发动机可靠性设计和试验提供了依据。

为分析高原环境下柴油机性能下降的原因，应用CFD软件FIRE对不同海拔条件下柴油机燃烧过程进行了三维仿真研究。建立了描述缸内油气混合过程的中间参数，在此基础上定量分析了高原环境对柴油机缸内油气混合过程的影响。着重通过对燃烧放热规律的分析，研究了高原环境对柴油机燃烧过程的影响。结果表明：高原环境下燃烧室近壁面处易形成较浓混合气，燃油附壁较多，燃烧室中心区域空气利用率降低；燃烧后期，高原环境下柴油机缸内仍有大量浓混合气存在，且分布较集中，燃油质量分数均方差大；随着海拔的升高，燃烧中后期缸内高温区域中心逐渐向燃烧室侧壁移动，附壁燃烧严重，凹坑及余隙处易形成油气堆积，促使燃烧恶化；高原环境对柴油机预混燃烧的影响并不明显，但随着海拔的升高，扩散燃烧放热率逐渐降低，燃烧持续期大幅增加，导致严重的后燃。

针对伺服阀控液压管路系统内部流体振荡问题，考虑了瞬变过渡流的实际运动过程，分析了动态过程中油液压缩性对油液动量的改变，建立了阀控液压管路系统动态数学模型。采用一维流体瞬变理论，利用特征线法及有限差分格式，对液压系统管路关机油击的瞬变流动进行数值分析，给出了特征线数学模型的计算方法，并通过实验进行了验证。研究结果表明：该分析方法能够合理、有效地描述系统瞬变特性和管路油击现象。可为其他管路系统的分析设计和优化提供指导。

建立了空降车-气囊系统非线性有限元模型，并通过典型工况试验对模型进行了验证，空降车各测点的垂向冲击加速度的仿真结果与实测结果的高度一致性表明，文中所建立模型的精度能够满足工程分析的需要。针对缓冲气囊的复杂非线性模型计算规模大、难以通过迭代的方法进行优化的问题，研究采用建立等效响应模型方法进行缓冲气囊的参数优化，优化前后气囊缓冲特性的对比结果表明，气囊优化后空降车着陆冲击加速度最大值减小了19.81%，气囊的能量吸收能力提高了7.85%，气囊的缓冲性能有显著的提高。

以高速行进间射击为背景，分析了火炮身管在路面谱等激励下振动角速度随时间的分布及其与身管角度误差过程之间的关系，借助均方导数概念给出了求解身管振动角速度过程的方法，并以此为基础分析了位置-速度复合射击门的随机穿越特征，仿真结果表明，复合射击门相对于简单射击门有更好的随机穿越特征指标。

为研究半穿甲战斗部动能侵彻下舰船舷侧复合装甲结构的抗穿甲机理，以均质钢板前置复合材料板模拟舰船舷侧复合装甲结构，采用低速弹道冲击试验，研究了结构的典型破坏模式和吸能机理，分析了前置复合装甲板的面密度对组合结构靶板整体抗穿甲性能的影响。在此基础上，根据靶板的破坏模式，得到了球头弹丸低速贯穿组合靶板的剩余速度预测公式。结果表明，组合靶板在弹丸低速冲击下主要呈现局部破坏，前置复合装甲板的破坏模式主要为纤维拉伸断裂，迎弹面存在少量的纤维剪切断裂，而钢质背板则主要呈现花瓣开裂破坏；组合靶板的整体抗弹性能随前置复合装甲板面密度的增加而提高；将理论预测剩余速度值与实验结果进行了比较，二者吻合较好。

研究了一种基于RapidIO协议的光纤总线，该总线采用多个节点对一个交换板的星型拓补结构，通过高性能、抗干扰的光纤通道，将节点与交换板的短距离（十几厘米）的电互连拓展成远距离（几十米）的光纤互连，采用交换板背板级联和光纤级联两种方式实现总线节点的扩展。重点设计了节点、交换板、后I/O板的硬件架构，并对照RapidIO协议，分析了传输过程中时延开销对传输性能的影响，提出了采用计算时延保证传输性能的设计方法，从而计算得到光纤的极限长度。在初步工程设计阶段，测试了串行RapidIO数据通过光纤发送和接收电路后的波形参数，对照眼图模板验证其性能良好。

针对大功率窄脉冲激光光源的激光器多管芯组合结构等效电路的参数提取困难的问题，提出了基于外特性测量法来提取激光器多管芯组合结构等效电路参数的简捷方法。其特点是：在不知道半导体激光器的材料及内部结构的情况下，通过对实物电路系统电参数的测量并利用Pspice仿真软件经多次参数拟合来获得半导体激光器等效电路参数。实验结果表明，利用该方法提取的半导体激光器等效电路参数与国外产品给出的等效电路参数相吻合。它为大功率窄脉冲半导体激光器驱动源的设计提供了依据，对多个管芯的组合方式、组合结构设计及装配工艺具有指导意义。在此基础上，设计并制作了半导体激光器板载结构的驱动源电路实验系统，其输出功率为180 W，光脉冲的上升时间为3.2 ns，脉冲的宽度为8.3 ns.

准静气压是爆炸容器安全设计和失效分析的主要参数，由于爆炸过程的复杂性，国内外对爆后准静态气压研究得较少。为了研究爆炸容器内准静态气压的规律，设计了内径195 mm，最大装药密度即装药量与体积比为8.87 kg/m3的可重复使用爆炸容器。通过实验获得了爆炸准静气压载荷随时间变化规律，存在一个气压快速上升—指数下降—回升—准静气压，获得了准静气压和装药量与体积比的拟合关系。

针对高精度磁探条件下铁磁屏蔽体的厚度设计问题，推导了屏蔽壳体感应磁矩计算公式，并定义了最佳厚度，提出最佳厚度模型，设计了验证实验。实验结果表明：当屏蔽体厚度增加时，屏蔽体内磁源的漏磁减小，但屏蔽体自身的附加干扰场将增大，且漏磁减小的斜率逐渐减小，而干扰场增加的斜率逐渐增大。实验结果也验证了提出的最佳厚度模型。

混沌系统的参数估计是混沌系统控制和同步的前提。鉴于混沌系统具有初值敏感性、不能长期预测等特点，提出了一种基于粒子滤波(PF)的混沌系统参数估计和滤波方法，并将其用于Lorenz混沌系统的参数估计和滤波，在叠加噪声情况下对混沌系统进行仿真分析。结果表明，文中提出的滤波方法在估计偏差方面优于基于扩展卡尔曼滤波（EKF）的混沌系统参数估计和滤波方法，对混沌系统的参数估计和滤波是一种有效的方法。

通过分析实际战场中目标价值和毁伤概率信息的不确定性，提出了不确定信息条件下需要解决的无人机(UAV)攻防博弈问题。以敌我双方发射导弹的价值信息为依据，建立基于不确定信息的多UAV攻防对抗的支付函数，构建攻防双方博弈支付矩阵。将粒子群算法和区间数多属性方案排序方法相结合，给出基于不确定信息下博弈纳什均衡求解方法，为不确定环境下UAV攻防博弈实现最优策略提供了新方法。最后

为了提高机床加工精度，采用误差补偿法对三轴立式加工中心几何误差补偿问题进行了研究。基于分层递阶补偿思路，分析了机床自身结构的特点并利用西门子840D商用数控系统提供的几何误差补偿模块，将机床系统的几何误差分为可补偿误差和不可补偿误差两部分，依据可补偿误差建立误差补偿模型，实现了补偿。在三轴立式加工中心0540D上进行过了实际加工验证，结果表明，数控机床的运动精度得到了提高。

为提高智能地雷对地面装甲目标的识别率，针对地面装甲目标辐射的噪声信号具有非线性的特性，建立了一种基于多重分形和支持向量机(SVM)相结合的分类识别模型。通过野外场地实验，采集到两种装甲目标在不同工况（运行速度）下的各40组样本信号；利用多重分形分析计算得到两种目标信号的广义分形维数谱(GFDS)，分析了两种目标信号在不同工况下多重分形谱的特征；将GFDS值作为目标特征向量输入SVM分类模型，经训练得到最优分类结果，并与小波包能量(WPE)法提取样本特征后输入SVM的识别效果进行了对比，结果表明前者的识别率达到92.5%，高于后者的85%的识别率。

液压挖掘臂伺服系统是复杂非线性系统，针对线性模型难以准确反映系统动态的特性，采用包含静态非线性模块和动态线性模块的Hammerstein模型来描述该系统。Hammerstein模型中的线性模块采用离散自回归模型(ARX)，非线性模块则采用分段多项式基函数。利用多频率正弦激励与角度输出信号，采用带遗忘因子的递推最小二乘法实现线性与非线性模块参数的解耦辨识。通过对比实验分析辨识所得Hammerstein模型与ARX模型，得Hammerstein模型误差比线性模型误差减小约77%，结论表明采用Hammerstein模型描述挖掘臂伺服系统是有效可行的。

受生物体免疫系统免疫机制的启发，利用免疫信息处理机制来改善万有引力搜索算法(gravitational search algorithm

为满足爬壁机器人负载能力和运动灵活性的要求，提出了一种新型变磁力吸附单元机构。首先介绍了机构的构型并建立了三维磁场模型，然后基于有限元方法对新型磁吸附单元的磁场进行了分析，得到了其磁感应强度分布和磁吸附力。运用ANSYS的APDL参数技术对吸附单元参数进行了优化，分析得出优化原则。通过与传统H形磁吸附机构性能参数仿真比较，表明新型结构具有永磁利用率高、最大最小吸附力比值大、自重轻而负载能力强的特点。实验验证了优化结果的准确性，为设计爬壁机器人磁吸附机构提供了依据。

采用过氧化方法对生物柴油进行燃料改性，探讨了过氧化改质的机理，测量并分析了过氧化改质对生物柴油粘度和过氧化值的影响。在170F柴油机上，对过氧化改质前、后生物柴油进行台架试验，考察了过氧化改质对生物柴油NOx排放和碳烟的影响。研究结果表明：过氧化改质后，脂肪酸甲酯碳链中的双键被打断，饱和程度增加，氧化安定性得到明显改善，动力粘度最大可降低8.2%；燃用过氧化改质生物柴油，标定转速、各个负荷下，NOx和碳烟同时下降。

为了提高装甲车辆在现代战争中的生存能力，减少人员伤亡，防护技术得到了世界各军事强国的重视，并得到了全面的发展。介绍了现代装甲发展现状和防护水平，列举了先进装甲车辆的防护装备。总结了防护关键技术中装甲材料的研究现状和性能水平。在此基础上，以美国、英国的研究情况为对象，对代表现代装甲防护技术发展趋势的“综合防护系统”进行了分析。