针对某型强化柴油机中出现的排气门座圈松脱掉落的现象，分析了导致故障发生的原因，并从选材和设计两方面对该问题进行了深入的研究。通过对预选材料——钴基合金、镍基合金和粉末冶金进行材料强度、热膨胀特性、摩擦特性和体积稳定性等方面的试验研究，对各材料气门座圈的抗脱落特性进行了评价；通过有限元计算方法确定了合适的座圈装配过盈量，在保证结构安全系数的前提下提升防松效果；并通过整机试验，对新材料气门座圈的工作可靠性进行了验证。研究结果表明：镍基合金与气门材料亲和力过强，磨损严重；粉末冶金能在较大的装配过盈量下保持较小的最大内应力，但体积稳定性不如钴基合金；钴基合金具有优越且稳定的高温抗压特性和耐磨特性，并表现出很好的体积稳定性和抵御不正常工况的能力。由于新材料抗压特性的提高，可将装配过盈量提高到0.081~0.113 mm，此过盈量能满足缸盖的使用要求，并能保证1.4以上的安全系数。

为实时监测并发现重型车辆危险行驶姿态，在重型车辆侧翻预警系统中，采用一种基于双层隐马尔可夫模型的重型车辆行驶状态辨识方法，动态辨识重型车辆行驶状态。选取典型重型车辆行驶工况，采集相应工况数据，采用T-G检验法对数据序列进行剔除异常数据预处理。利用K-means算法设定重型车辆行驶状态的阈值。利用Baum-Welch算法对双层隐马尔可夫模型进行优化，应用优化后的隐马尔可夫模型进行重型车辆行驶状态在线辨识。辨识结果表明：该模型可准确、高效地辨识各个单一和复合工况下的车辆行驶状态，并且具有很好的实时性。

针对火炮随动系统由于参数摄动及非线性扰动等因素导致控制精度不高的现象，提出一种基于定量反馈理论（QFT）的火炮随动系统鲁棒控制策略。在建立带有不确定参数的火炮随动系统模型的基础上，以某火炮随动系统为例，利用回路整形法设计控制器，分析验证该控制器作用下系统稳定性、跟踪性及鲁棒性，并研究带有参数摄动、输出扰动等情况下系统的时域响应。研究结果表明，所设计的QFT鲁棒控制器能够满足火炮随动系统性能指标要求，有较强的鲁棒性和良好的跟踪性能，证明了该方法的有效性。

为分析部队实弹打靶中某型引信早炸率过高的原因，解决该引信实战使用难题，提出了实验室内打靶引信互扰效应试验方法，开展了不同影响因素下两引信互扰效应试验，分析了引信互扰效应规律，确定了引信失效机理。研究结果表明：引信相对速度、相对姿态、相对高度、辐射能量、辐射频率都会对引信临界互扰距离产生影响；引信早炸原因是各种因素的影响使得相互靠近的两引信辐射频率和能量不断变化，当两引信辐射参数满足频率牵引要求时，导致引信检波电压波动，从而推动引信执行电路误动作。战场使用时，受设计技术原因，在进行受试引信连齐射时，早炸问题无法避免，但合理调整火炮布局可以有效降低引信的早炸率。

为了探究脉冲爆轰发动机（PDE）爆轰噪声的传播机理，根据爆轰噪声不同的非线性强度，将PDE爆轰噪声传播区域划分成强非线性区、弱非线性区和线性区3个部分，并分别采用不同的方法对各部分所对应的3种不同控制方程进行求解。数值模拟结果表明：爆轰噪声峰值声压级在出口处迅速衰减，随着轴向距离的增加，衰减速度逐渐放缓；在强非线性区，衰减速度最大值可达33 dB/m；在弱非线性区，最小衰减速度为1.02 dB/m. 模拟结果对PDE爆轰噪声的传播特性研究具有参考价值。

为了研究活性材料的动态压缩力学性能，利用分离式霍普金森压杆（SHPB）对材料进行单轴压缩加载，获得了材料在不同应变率下的应力-应变曲线。将应力时程曲线和高速摄影拍摄结果对比，得到材料的屈服应力和临界反应应力。基于修正后的Johnson-Cook本构模型拟合材料参数，代入有限元计算软件LS-DYNA,计算结果和实验结果吻合较好，表明获得的模型参数可以较好地反映该材料的力学性能。

为尽量减少末敏弹中毫米波被动探测器野外试验的频率，采用室内半实物仿真代替野外试验。根据毫米波被动探测器探测装甲目标的原理与过程，建立了室内半实物仿真系统的数学模型，并与野外探测过程的模型进行了等效处理，研制了一款Ka波段被动探测器半实物仿真系统。通过将半实物仿真结果与高塔实测结果比较，表明了该毫米波辐射计半实物仿真系统和所建立的模型等效关系的正确性，可用于末敏弹研制及量产测试过程中的半实物仿真测试。

为了研究弹载器件抗高过载机理，采用分离式霍普金森压杆（SHPB）装置和高速摄像机等测试设备，得到了测试所用弹载器件可承受的极限载荷和经减载组件减载后作用于弹载器件上的输出应力。针对减载组件在冲击条件下的变形受应力波效应和应变率效应互相耦合影响的情况，基于粘弹性材料的非线性特性，建立了加装减载组件的弹载器件非线性动力学模型。利用参数辨识法和特征线的相容关系获得了反应减载组件材料属性的性能参数并完成了模型求解，计算结果与冲击实验结果相符。该模型的建立与求解，为高过载环境下弹载器件的动态特性研究提供理论研究和方法参考。为了研究弹载器件抗高过载机理，采用分离式霍普金森压杆（SHPB）装置和高速摄像机等测试设备，得到了测试所用弹载器件可承受的极限载荷和经减载组件减载后作用于弹载器件上的输出应力。针对减载组件在冲击条件下的变形受应力波效应和应变率效应互相耦合影响的情况，基于粘弹性材料的非线性特性，建立了加装减载组件的弹载器件非线性动力学模型。利用参数辨识法和特征线的相容关系获得了反应减载组件材料属性的性能参数并完成了模型求解，计算结果与冲击实验结果相符。该模型的建立与求解，为高过载环境下弹载器件的动态特性研究提供理论研究和方法参考。

为了研究某空气雾化旋流喷嘴在受限空间内的雾化特性，采用多普勒相位粒子动态分析仪测量了雾化场中液滴的粒径和轴向速度，并将大气环境中和受限空间内的雾化参数进行了对比分析。结果表明：雾化液滴的索特平均直径由气体和液体喷射压力共同决定；随着距喷嘴轴向距离的增大，液滴索特平均直径呈现先减小后增大的变化趋势，液滴轴向速度逐渐减小；当液体喷射压力一定时，气体喷射压力增大，液滴索特平均直径变小，液滴轴向速度变大；当气体喷射压力一定时，液体喷射压力增大，液滴索特平均直径增大，但液滴轴向速度变化较小。

以雷达寻的导弹的制导系统设计为应用背景，建立了天线罩寄生回路模型，采用无量纲方法分析了寄生回路对制导系统稳定性及制导性能参数的影响。基于极点配置自校正控制理论提出了一种天线罩寄生回路的在线补偿方法，并进行了仿真验证。研究结果表明，天线罩误差斜率的存在导致寄生回路的生成，从而削弱整个制导系统的稳定性，且随着剩余飞行时间的减小，制导系统稳定性恶化加剧，寄生回路会改变制导系统的有效制导时间常数和有效导航比，从而影响制导精度。所提补偿方法能够有效地完成对寄生回路的在线补偿，且具有良好的适应性和鲁棒性，从而达到了增强制导系统稳定性，改善制导系统性能的目的。

为了减小可重复使用运载器(RLV)轨迹跟踪对气动参数及初始状态的依赖性，克服鲁棒性差的问题，在纵向跟踪制导方面，提出一种基于模糊变结构的轨迹跟踪方法。在侧向轨迹控制方面，提出了一种快速收敛的在线规划倾侧角反向时机的方法。仿真结果表明：采用模糊变结构的纵向跟踪控制方法，在存在较大初始状态误差及气动参数摄动的情况下，能较好地实现对标准轨迹的稳定跟踪，具有较强的鲁棒性；采用所设计的侧向制导方法可以实现反向点的在线规划，有效地提高了侧向制导的精度。

针对现有姿态控制系统检控分离导致姿控系统存在异位控制等突出问题，提出了一种基于磁悬浮控制力矩陀螺的航天器姿态角速率测量方法。建立了基于磁悬浮控制力矩陀螺金字塔构型的动力学模型，根据惯量矩定理分析了基于磁悬浮控制力矩陀螺的航天器测控一体化机理，并通过金字塔构型中3个磁悬浮控制力矩陀螺的联合求解，得到了航天器姿态角速率的解析表达式。仿真结果证明了该方法的有效性和优越性。

针对飞机姿态扰动和强烈震动条件下激光通信中的光轴稳定问题，研制了粗精复合跟踪机构，并对减振器安装结构形式进行了分析，完成了减振系统设计和伺服系统仿真。在此基础上开展了飞机姿态和振动特性测试，根据测试结果，绘制了振动试验曲线。进行室内仿真检测和外场飞行测试的试验结果表明，在大气信道条件下，粗跟踪吊舱跟踪精度优于23.97 μrad，精跟踪精度优于7.03 μrad. 对比实验室和外场测试环境的差异，可知大气干扰引起的光斑闪烁是导致跟踪精度下降的主要原因，为系统指标分配和吊舱跟瞄精度的提高提供了参考。

为解决机载脉冲多普勒（PD）雷达对机动弱目标进行检测与跟踪的问题，构造了一种基于抛物线随机Hough变换（RPHT）的检测前跟踪（TBD）算法。该算法通过模糊区间对目标的模糊量测进行距离多假设扩展，从而提取量测中的时空相关信息。利用RPHT方法将目标扩展量测转换到参数空间，并在参数空间对目标的机动航迹进行积累。在算法实现过程中，通过方位变换的方式对传统的RPHT方法进行了改进，以降低算法计算复杂度。该方法将机动弱目标解距离模糊问题转换为TBD框架下基于RPHT的航迹检测问题，避免了微弱目标的低信噪比造成的航迹漏检。仿真结果验证了该算法的有效性。

导航恒星作为天文导航系统定姿的基础信息源，其空间分布对天文导航系统定姿性能存在较大影响。为有效分析天文定姿误差特性，基于天文定姿观测基本原理，采用多矢量天文定姿方法，推导建立了天文定姿误差模型，基于该模型分析了影响天文定姿性能的关键因素，并给出用于评价定姿性能优劣的误差权系数定义。以多矢量定姿中的三星观测定姿为例，采用仿真验证了所建立的基于恒星几何分布的天文定姿误差模型的正确性，该误差模型能够有效反映天文定姿的误差特性规律，为分析天文定姿性能提供了理论依据。

为保证自主水下航行器在进行地形跟踪任务时，可以更好地抵抗外界环境及自身信号传输的干扰作用，提出一种基于自抗扰控制技术的地形跟踪控制方法，可以将地形跟踪转化为水下机器人的纵倾控制，并设计有运动保护机制。在仿真实验中，利用所设计方法，进行了三维运动仿真，模拟了机器人从水面到水下完成地形跟踪任务的全过程，并与基于PID控制方法的控制器进行比较。结果表明，基于自抗扰控制技术的地形跟踪控制方法能够准确完成预定任务，同时，相比于基于PID的跟踪方法，能够更有效地抑制干扰所造成的超调和震颤等现象，具有更优的控制效果。

高超声速飞行器设计时，为了对防热层气动热烧蚀情况及温度场进行快速预估，提出了集成气动热、材料烧蚀、瞬态温度场的耦合计算方法。通过算例对计算方法和程序进行了验证，表明该方法具有较高的效率和精度。在给定弹道条件下，实现了气动热、热防护材料烧蚀性能和弹体温度场耦合计算。通过该方法可以在高速飞行器设计阶段，快速计算出指定飞行工况下的防热材料烧蚀情况及温度场分布，为飞行器热防护层设计提供依据。

为了不断提升装甲车辆的防护效能，采用超高重力场反应加工技术，实现TiB₂基陶瓷与Ti-6Al-4V的熔化连接，制备出TiB₂/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料。通过X射线衍射（XRD）与场发射扫描电子显微镜（FESEM）观察、残余穿深（DOP）实验及数值理论分析，研究其界面结构对防弹性能的影响。XRD和FESEM结果表明，在TiB₂/Ti-6Al-4V的连接界面上，TiB₂、TiB陶瓷相自陶瓷侧逐渐过渡至钛合金侧，呈现梯度复合特征。经对TiB₂基陶瓷与TiB₂/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料进行DOP试验，二者防护系数分别为3.05和7.30. 相比于TiB₂基陶瓷，TiB₂/Ti-6Al-4V梯度装甲复合材料的防弹性能大幅提高。陶瓷与钛合金连接区的梯度复合结构缓解了TiB₂/Ti-6Al-4V之间声阻抗失配状况，提高其剪切强度，在表观上使防弹性能得以显著提升。

为研究利用微热量热法测定纤维及树脂基复合材料的比热容，用焦耳效应建立微热量热仪的灵敏度曲线，在该仪器上测定了30～150 ℃标准品α-氧化铝的比热容，在此温度范围内α-氧化 铝比热测量值与文献值的最大相对偏差为2.41%，该方法具有较高的测量精度。利用微热量热仪测定了碳纤维及3种树脂基复合材料的连续比热容数据，并对测试结果进行了分析。结果表明：微热量热仪能准确快捷的测定纤维及复合材料的连续比热数据，纤维及复合材料比热容随温度有规律的变化。

针对高射速武器多弹丸同时着靶时立靶密集度无法测量的情况，提出一种基于双CCD靶面的多弹丸时空散布参数测试方法。两个CCD靶面在竖直方向上互成一定角度，当多发弹丸同时到达靶面Ⅰ时，非水平方向上的并行弹丸由于飞行距离不同而在靶面Ⅱ中的成像时间分离，水平方向上的并行弹丸按照两个线阵CCD相机上弹丸成像像素位置顺序匹配原则进行像素配对而消除虚假目标的影响。通过双靶面对多弹丸的坐标投影和时空匹配，解算出带弹序的多弹丸着靶坐标、飞行速度。经仿真验证，测试方法能够有效解决多弹丸齐至而单个CCD靶面无法剔除假目标的问题。

为分析齿轮轴复杂变形（弯曲变形与扭转变形的耦合）对斜齿轮接触状态的影响，利用有限元方法，研究了齿轮轴变形下斜齿轮传动系统的接触特性。通过有限差分法计算齿轮轴变形量，以及ISO 6336-1标准对齿轮啮合刚度的计算，验证了有限元方法和模型的正确性。通过分析齿轮轴特性，建立了刚性和柔性齿轮轴两种有限元模型。计算结果表明，齿轮轴的变形会影响齿轮齿向载荷分布、接触应力分布、齿根弯曲应力分布，从而引起偏载现象，并且增加了齿轮啮合重合度，降低了齿轮的啮合刚度。为分析齿轮轴复杂变形（弯曲变形与扭转变形的耦合）对斜齿轮接触状态的影响，利用有限元方法，研究了齿轮轴变形下斜齿轮传动系统的接触特性。通过有限差分法计算齿轮轴变形量，以及ISO 6336-1标准对齿轮啮合刚度的计算，验证了有限元方法和模型的正确性。通过分析齿轮轴特性，建立了刚性和柔性齿轮轴两种有限元模型。计算结果表明，齿轮轴的变形会影响齿轮齿向载荷分布、接触应力分布、齿根弯曲应力分布，从而引起偏载现象，并且增加了齿轮啮合重合度，降低了齿轮的啮合刚度。

针对滚动轴承的退化状态识别问题，融合数学形态学与模糊聚类理论，提出一种基于数学形态分形维数与模糊C均值聚类的退化状态识别方法。以数学形态分形维数作为滚动轴承的性能退化特征，从分形角度定量描述其复杂度与不规则度。鉴于不同退化状态边界的模糊性，将模糊C均值聚类方法应用于对退化状态的模糊聚类中，根据最大隶属度原则识别轴承性能退化状态。依托杭州轴承试验研究中心进行滚动轴承疲劳寿命强化试验，采集了滚动轴承从完好到失效的整套全寿命数据，将该方法应用于滚动轴承全寿命周期振动信号中，总体状态识别成功率达到96%. 研究结果表明：该方法计算代价小、效率高，能够有效地识别出滚动轴承的性能退化状态。

对于一项工程的3个性能指标：工期、成本和质量，质量是非常重要的一项指标。在设计结构矩阵模型基础上，采用基于质量反馈的方式来描述任务间的返工，使子任务的完工质量达到预期的质量指标，然后运用蒙特卡洛模拟法仿真得出项目的工期和成本。通过这种方式将工期、成本和质量联系在一起，并通过灵敏度分析获得各任务的质量对项目进度风险和费用风险的影响程度。研究结果表明：在某军用飞机预研设计过程中，“机体结构设计”任务的灵敏度最高，项目管理者可以通过协调资源的分配来有重点地控制项目的风险。

针对一种可伸缩式垂直轴叶轮海流能发电系统，开展最大功率跟踪控制策略研究，解决在海流动态变化过程中的最大能量捕获问题。针对现有海流能最大功率跟踪控制方法存在需要准确测量海流速度、控制系统设计复杂等问题，在分析海流能发电系统运动方程和转矩特性基础上，提出了一种基于2阶滑模控制的最佳转矩控制策略，将叶轮模型输出的转矩作为转矩环的反馈信号。仿真结果表明，所设计的功率调节装置和控制系统能动态地跟踪最大功率点，具有良好动态特性和控制效果，验证了控制策略的稳定性和有效性，对后续开展海流能发电系统实物样机设计具有实际指导意义。

为解决全轮独立驱动车辆车速估计难的问题，提出了一种全工况适应的车速估计方法。该方法以参数自适应卡尔曼滤波算法为基础，采用左右侧分离估计，并设计模糊控制器对滤波系数进行自适应调节，通过判断车辆的行驶工况和路面条件，设计自适应切换条件，当车轮滑转/滑移状态超过预设值，切换为纵向加速度积分估计。利用硬件在环实时仿真实验对所提出的车速估计方法的有效性和准确性进行了验证，仿真结果表明，该方法在多工况运行下具有很好的估计精度，具有普遍应用价值。

为了寻求性能优良的含能化合物，以4-氯吡唑为原料，经硝硫混酸硝化、硝酸根亲核取代、碘甲烷甲基化，获得一种新型的含能化合物1-甲基-3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯，并采用红外光谱、核磁共振、元素分析对产物结构进行了表征。实验考察了甲基化过程中反应时间及碘甲烷用量对反应产率的影响，得到较佳的合成条件：反应时间为10 h，碘甲烷用量为3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯用量的2倍，在此条件下产率为55.2%. 计算了1-甲基-3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯爆轰性能，并与其他常用含能化合物进行了比较，结果表明其爆轰性能略低于1，3，3-三硝基氮杂环丁烷而优于TNT. 撞击实验表明，1-甲基-3,5-二硝基吡唑-4-硝酸酯的撞击感度高于TNT及1，3，3-三硝基氮杂环丁烷，与黑索今相近。