根据履带车辆对静液转向控制机构的特殊需求，为保证系统性能的稳健性，以变量伺服机构的跟踪精度、相对稳定性分布的均值及标准差为优化目标，通过建立液压泵变量伺服机构工作过程的动力学模型，应用蒙特卡洛方法建立其跟踪精度等性能的稳健性优化设计新方法。研究表明，通过优化匹配液压泵变量伺服机构反馈拨叉长度、阀口梯度、活塞直径的设计名义值，不仅能保证系统具备良好的跟踪精度和稳定性，而且能增强系统抵抗结构参数、油液参数变动的能力，即显著增强系统的稳健性。

为了研究在打滑条件下的履带车辆转向性能，提高履带车辆转向模型的模拟精度，建立了考虑履带滑转、滑移及转向离心力影响的高速履带车辆稳态转向模型。根据剪切应力-剪切位移关系模型推导了两侧履带牵引力、制动力及转向阻力矩的计算公式。在此基础上，根据力平衡关系构建了履带车辆转向运动学方程，并采用迭代计算方法进行求解。以某型装备综合传动装置的高速履带车辆为对象，通过试验测试结果与计算结果的对比分析，对履带车辆转向模型的准确性进行了验证。基于履带车辆稳态转向模型，研究了履带车辆转向运动学及动力学特性随转向半径及车速的变化规律，结果表明：当履带车辆转向速度越高，转向半径越小时，离心力对转向性能的影响越显著。

预先制定好的测评体系能够明确相关技术的指标，从而引导无人地面车辆的快速发展。提出了一种科学的无人地面车辆综合测评体系，包括：测试内容、测试环境、测试方法和评价方法。设计了从简单到复杂、由易到难的分层次测试内容。根据无人地面车辆测试内容的层次性要求设计了多层次（复杂度）的测试环境。为了实现对测试车辆测试过程的实时、全方位的监测，研制了移动测试平台和无线图像传输系统。采用模糊可拓展层次分析法实现了无人地面车辆的定量评价。提出的无人地面车辆的测评体系已经成功应用于“中国智能车未来挑战赛”。

为了研究方位和俯仰两轴耦合作用下的火箭炮位置伺服系统控制性能，以含有速度闭环的实际系统为对象建立了火箭炮两轴耦合位置伺服系统数学模型。通过频域分析分别提出了方位和俯仰系统的2阶近似模型，设计了两轴系统的线性扩张状态观测器和自抗扰控制器，对系统未建模干扰进行估计并实时补偿。仿真结果表明：该观测器能较好地估计系统总扰动，所设计的控制器有效抑制了两轴负载力矩耦合效应对系统的影响并补偿了火箭炮发射时燃气流冲击力矩强干扰；在伺服跟踪和发射条件下采用所提出的控制方法充分抑制了耦合系统发射平台振动，保证后续射弹精度，性能指标明显优于PID控制。

为了研究MJU-50B面源式红外诱饵弹圆柱形薄片在高速运动下发射的云团散布及运动过程，以薄片多体分离过程流场数值仿真为基础，建立了散布过程中薄片个体的刚体运动模型和220种工况下的气动力数据库，数值模拟了0.8马赫下诱饵弹上千片薄片的云团散布过程。仿真计算与试验数据对比分析表明：刚体运动模型能更好地模拟圆柱形薄片云团的散布过程，并提出新的薄片云团分布的特征形态；同时也验证了MJU-50B圆柱式薄片红外诱饵弹能在0.5 s内快速散开，散布面积大，分布均匀，并且能在3.0 s内保持其基本形态。

为提高脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰性能，定量研究有源噪声干扰对其作用机理，以处理增益为表征参量，基于功率谱定量研究了脉冲多普勒引信的抗有源噪声干扰性能。理论推导了在射频噪声、噪声调幅和噪声调频干扰作用下脉冲多普勒引信从接收回波至相关检测这一过程的输入、输出信干比和处理增益，获得了影响脉冲多普勒引信抗有源噪声干扰能力的信号特征参数，并进行了仿真验证。定量分析与仿真结果表明：脉冲多普勒引信具有较强的抗有源噪声干扰能力，抗有源噪声干扰能力主要决定于脉冲占空比与多普勒滤波器带宽。

高压弹射装置中火药先燃烧积聚成高压气体，后瞬间打开，弹射弹丸攻击目标。为了掌握这一过程中发射腔内流场的复杂变化，建立了高压弹射装置内弹道二维气相模型，采用Runger-Kutta算法和MacCormark差分格式耦合方法进行数值模拟，并将计算所得的压力曲线与试验结果进行对比，验证了数值计算的可靠性。进一步根据计算得到发射腔内气体压力、速度等参量的分布情况，分析发射腔内的流场特性。结果表明，弹射关键阶段在弹丸启动的较短时间内，高压气体大小和分布是影响弹丸弹射效果的直接因素。

针对复杂非线性约束条件下，高超声速飞行器再入轨迹优化问题强非线性、多阶段、多约束的特点，提出了一种基于Gauss伪谱法的逐步添加约束的迭代求解方法。完善了规则形状禁飞区约束建模，提出更切实际的禁飞区模型以适应不同任务需求；提出逐步添加约束的迭代求解框架，该框架从解构复杂约束入手，由简至繁逐步添加约束并迭代求解逼近原复杂问题的解；以时间最短为优化目标，对考虑驻点热流密度、过载、动压和禁飞区等多约束的条件下的轨迹优化问题进行仿真计算。仿真结果验证了该算法的正确性、有效性和较好的鲁棒性。

为了研究环形腔对燃气弹射初容室内二次燃烧的影响，采用RNG k-ε湍流模型、有限速率/涡耗散燃烧模型和域动分层动网格技术，建立了考虑导弹尾罩运动的初容室二次燃烧流动模型。在与无环形腔弹射装置实验数据对比验证的基础上，数值研究了有/无环形腔和环形腔不同开口方向初容室流场、弹射内弹道和载荷变化规律，分析了环形腔降低二次燃烧冲击的机理。结果表明：从流场结构来看，增加环形腔结构改变了燃气流扩散方向，减小了燃气与空气的接触面积；含有环形腔流场增加的回流区域降低了尾罩底部二次燃烧产生的压强峰值。从内弹道角度来看，与无环形腔相比，环形腔开口向上时，导弹加速度变化平缓，出筒速度减小5.9%，出筒时间推迟4.5%.

针对图像配准中采用互信息作为配准相似度函数存在配准精度小和收敛速度慢等问题，构造了一个基于最大化互信息的配准测度函数。结合一种适用于图像自动配准的文化粒子群优化(CPSO)算法，给出了一种新的图像配准算法。该算法将搜索空间设置成群体空间和信念空间，群体空间采用自适应粒子群算法完成进化，信念空间通过更新函数来进行演化。群体空间的粒子群不仅通过跟踪个体极值和全局极值来更新自己，还通过不断与信念空间中的优秀个体交互，加快群体的收敛速度。这就克服了图像配准中计算量过大、搜索速度慢等问题。大量实验表明，与现有的粒子群优化（PSO）算法配准算法相比，文中提出的算法具有较好的鲁棒性和配准精确率。

数字信道化接收机是目前侦察接收机的主流。为降低频带折迭式信道化接收机对设备的要求，并有效弥补其输出信道模糊、灵敏度下降和截获概率降低的不足，以离散分数傅里叶变换为数字信号处理工具，提出了一种分数傅里叶谱折迭式数字信道化接收方法。分析了其基本原理及部分参数设置条件，给出了具体方法步骤。通过仿真进行了原理验证。研究结果表明：如果将接收信号划分成K个分波段，采用该方法能有效消除信道模糊问题，输出噪声总功率只有传统频带折迭式信道化的1/K，采样频率、设备量均可降低为纯信道化接收的1/K倍。

对潜艇施放的磁诱饵进行空中磁场验证时，高空中的磁场强度验证过程困难，可在低海拔处进行验证测量，然而磁诱饵磁场在同一海拔的不同区域具有不同的分布特征。为了确定最适合进行验证测量的区域，通过借鉴地形特征统计中的标准差、粗糙度等变化特征参数及水下地形匹配领域中的地形熵，对磁诱饵的空中磁场在目标平面上的分布情况进行分析，研究了以此为依据选择测量区域的方法。利用软件对该选择过程进行了仿真，初步验证了其可行性。并通过海上试验对该方法进行了验证。试验结果显示，通过该方法选择的测量区域的相对测量误差与其他区域相比明显较小。

为了研究水下对转桨非空化状态的目标特性，分析了对转桨非空化线谱噪声的产生机理，其产生机制是前后桨干涉作用和周向谐波流场作用。利用广义声类比方程，将这两种机制引起的升阻力作为噪声源，推导了水下对转桨远场声压表达式，分析了线谱预报频率以及声压的方向性，得到了强弱线谱出现的条件。研究发现：预报的线谱频率可用f=sAPF+pBPF₁+hBPF₂表示；声压辐射呈“8”形分布；干涉作用和周向流场作用的贝塞尔函数是否取峰值是强弱线谱出现的必要条件。数值计算方面，利用RNG k-ε湍流模型、滑移网格模型结合FW-H方程对对转桨进行非空化数值模拟，结果表明：在对转桨水动力性能预报方面，RNG k-ε湍流模型比Realizable k-ε湍流模型精度更好；噪声性能预报方面，该方法得到的对转桨非空化线谱频率以及声压方向性与理论结果非常吻合。

为了提升爆炸冲击环境下车辆的防护性能，针对其底部防护结构设计中大规模计算、强非线性和多优化目标的特点，利用多物质单元与流-固耦合算法仿真车辆的动态响应。通过灵敏度分析，筛选底部结构中钣金件的厚度、几何形状等设计参数，并利用实验设计建立该问题的数学优化模型，结合帕累托最优的多目标遗传算法，得到该优化问题的帕累托解集空间曲面和一个最优设计方案，该方案在不增加结构质量的情况下，能显著提高车辆底部防护性能。

为了揭示轴向超声振动对磨削SiC陶瓷、Al₂O₃陶瓷的磨削力影响机制，利用光滑粒子流体动力学（SPH）法对单颗金刚石磨粒磨削SiC陶瓷、Al₂O₃陶瓷的磨削力进行仿真，提出在单颗磨粒模拟磨削中应将平均未变形切屑厚度作为磨削深度。通过分析轴向超声振动振幅与磨粒速度对平均未变形切屑厚度的影响，发现平均未变形切屑厚度随着超声振动振幅的增加而减小、随着磨粒速度的降低而减小。仿真结果表明：与普通磨削（CG）相比，轴向超声振动能够有效降低磨削力；随着超声振动振幅的增加磨削力降低比率增大；在相同磨削参数下，磨粒切削SiC陶瓷时磨削力大于切削Al₂O₃陶瓷的磨削力。

为了提高航空发动机整体叶盘、汽车发动机喷油嘴阀体等零件的电解加工精度、可靠性以及工作效率，创建了一种集合机床运动、电解液系统、加工电源、电极振动等多个系统为一体的电解加工集成控制系统，提出了一种基于多系统集成的控制策略与故障诊断方法。该集成控制系统在硬件组成上采用了分布式架构与模块化组建方法，由一个主控制器和多个二级控制器组成。在控制策略上采用了协同控制方法，每个二级控制器完成对各自子系统的控制，同时主控制器对二级子系统进行协同管理，从而实现对电解加工全过程控制。在电解加工故障诊断中，建立了较完善的加工信息采集系统，通过特征提取、加工模式识别等步骤对电解加工过程进行诊断。试验证明，该系统集成度高、响应快、操作方便、工作效率高，故障诊断效果好，可有效预防加工故障对零件及其加工系统造成的损坏，提高了加工可靠性。

提出了一种针对大型球面精密磨削、基于图像识别的球度误差判别和误差在位补偿新方法，主要原理是根据展成法球面磨削原理在球面上形成的磨削迹线形貌特征来判别球面的形状误差。根据球面形状误差，来判别砂轮磨削主轴旋转中心线与球体旋转中心线的几何位置偏差状况，对机床几何误差进行分析和数学建模，在此基础上，提出了展成法球面磨削球度误差的在位补偿方法，并设计了在位补偿装置。实验表明该方法可以有效提高大型球面磨削的形状精度。

为解决武器系统故障率难以用时间为自变量进行表达的问题，鉴于武器系统的故障与射弹量密切相关，以间隔射弹量确定预防性维修的时机在实际中更易于操作，且间隔射弹量数据易于统计，在利用现场采集故障数据的基础上，建立了以射弹量为自变量描述武器系统故障率的故障率模型，并利用该故障率模型对使用可用度和维修费用这两个重要目标进行了解析表达。采用多目标粒子群算法，针对某型武器系统，以使用可用度和维修费用为优化目标，进行优化决策，得到了符合要求的满意解。

相对单条转子裂纹的故障诊断，多条裂纹的故障诊断更复杂，也更困难。以两条裂纹为例，将非线性输出频率响应函数(NOFRF)引入到具有两条裂纹转子系统的故障诊断中，提出了一种 基于NOFRF的多裂纹转子故障诊断新方法，并且对比分析了两条裂纹不同夹角、不同裂纹深度下NOFRF值的变化情况。实验结果表明，NOFRF值对裂纹故障具有很高的敏感性，根据 NOFRF值的变化情况，不仅能反映转子系统裂纹是否存在，还能反映两条裂纹之间的夹角、裂纹深度的变化情况。因此，利用NOFRF值，可以有效地监测转子系统中多条裂纹故障。

在运用科学的评估方法进行装备任务可靠性评估时，针对大型机械装备在有限的试验时间内难以得到足够的失效数据，甚至没有失效数据的问题，基于物理特性参数进行任务可靠性评估成为行之有效的途径。简述了基于物理特性参数任务可靠性评估的基本流程，探讨了基于Kendall相关系数的系统非线性相关性分析方法和基于核回归的输入输出变量回归关系建模方法，并给出了基于核回归的输出参数条件概率分布理论和装置任务可靠性评估方法。以某大型复杂机械液压装置为例，通过监测装备的性能参数变化，使用可靠度的计算方法，实现了装置任务可靠性水平评估的目的。

在电液伺服阀的测量和筛选过程中，为进行伺服阀死区和分辨率的测量，需要检查数据序列中的突变点。目前突变点的主要检测方法有Mann-Kendall算法、累积和控制图(CUSUM)算法、最小均方差（MSE）法、小波变换法等，但这些检测方法均有一定的局限性。为此提出了一种多尺度直线拟合法，采用变换拟合尺度逐步逼近的方式来检测突变点。将时间序列按给出的初始长度计算法划分为若干段，每一段用最小二乘拟合的直线代替。比较相邻拟合线段的斜率，其中斜率变化最大的两段线段之内存在突变点。在该两段线段的范围内缩小拟合尺度，继续使用上述方法进行查找，直至拟合尺度收敛为1，此时斜率变化最大的点即是原时间序列的突变点。将该检测方法同其他方法进行比较，并在伺服阀测试系统和故障检测信号中进行实际应用，验证了该方法在查找突变点时的准确性、针对复杂信号时的有效性和计算效率上的优越性。

针对某自动装填系统弹丸提升装置在使用过程中出现的性能下降问题，提出一种考虑区间不确定性的提升装置参数优化方法。基于动力学分析软件ADAMS建立提升装置的机电液耦合模型，将液压系统参数和摩擦系数作为区间不确定量，利用区间数序关系将构件载荷及其波动区间最小转化为确定性优化目标。采用拉丁超立方抽样(LHS)技术进行抽样仿真，基于径向基函数(RBF)神经网络方法构建了提升装置的近似模型，大大提高了优化求解效率。基于多岛遗传算法和序列二次规划法的双层嵌套优化方法求得系统的鲁棒解，仿真结果与试验结果均验证了该方法在解决自动装填系统等复杂问题中的有效性和适用性。

介绍了一种以螺旋压伸成型工艺制造的新型五组元（NC-NG-DNTF-HMX-Al）高能改性双基推进剂及其主要性能，重点讨论了推进剂研制的关键技术。研究结果表明：3,4-二硝基呋咱基氧化呋咱（DNTF）以及球形铝粉、奥克托今（HMX）的成功应用使得改性双基推进剂的能量性能获得大幅度改善；含能安定剂N-甲基对硝基苯胺（PNMA）的应用研究使推进剂不仅获得了优良的化学安定性，更进一步提高了推进剂的能量；含能催化剂的研究既保证推进剂具有良好的燃速特性，又对提高推进剂能量做出了更进一步的贡献。研制成功的新型高能改性双基推进剂综合性能优良，推广应用前景良好。

根据目标状态参数和身份识别结果，对目标的威胁度进行评估是地面侦察雷达急需解决的问题。基于地面侦察雷达的目标属性集，利用隶属度函数、专家知识和贝叶斯网络构建了地面侦察雷达动态威胁度贝叶斯评估模型。经仿真验证，目标威胁度评估数据变化特征符合人的推理过程，对于多功能相控阵雷达，可根据目标威胁度自适应调度波束实现对目标的跟踪。

针对某型刺钉器效应试验与评价问题，开展了刺钉特性分析、战靴特性分析、生物对比试验及人足等效研究。采用硅橡胶和环氧树脂等作为人体脚软组织和骨骼结构材料，按男性“标准人”足尺寸浇注，研制成钉刺效应等效人足靶标，着以某型国产战靴。结合生物试验、等效试验及战伤数据，按刺钉相对于人足刺入部位、刺入深度、刺入数量、系留等作为输入数据，建立了相应的评价模型。该模型根据对作战行动的影响程度从低到高分为1级～4级，利用等效靶标的试验数据，对照效应评价模型，实现了刺钉器影响人员机动能力的定量与定性评价。

为研究双列角接触球轴承动刚度特性，在双列角接触球轴承动力学分析基础上，建立双列角接触球轴承动刚度仿真分析模型。采用精细积分法和预估-校正Adams-Bashforth-Moulton多步法相结合的算法对双列角接触球轴承动刚度模型进行求解，分析轴承结构参数和工况参数对轴承动刚度的影响。分析结果表明：沟曲率半径系数对轴承动刚度影响较小，随着内、外沟曲率半径系数的增加，径向刚度略有增大，轴向刚度和角刚度相对减小；增加钢球数有利于提高轴承动刚度；轴向预紧量较大时轴承动刚度较高，但过大的轴向预紧会使轴承寿命降低，应合理确定轴向预紧量；随转速的增大，轴承动刚度先减小后增大，且转速较低时可近似以接触刚度代替轴承动刚度，转速较高时应综合接触刚度和油膜刚度求得轴承动刚度；外载荷对轴承动刚度有较大影响，加大径向载荷和轴向载荷有利于提高轴承动刚度，随着力矩载荷的增大，轴承动刚度变化较为复杂，但整体上，呈现先减小后增大的趋势。

为解决热泵热水器传统外盘铜管换热器与水箱外壁接触面积小、换热效率低的问题，将微通道强化换热技术应用于外盘结构的冷凝器，代替外盘铜管冷凝器。实验分析两种冷凝器的换热特性，研究分别配置外盘微通道冷凝器和外盘铜管冷凝器的热泵热水器系统性能的差异。实验结果表明：采用同一热泵主机，名义工况、水箱静态加热模式下，微通道冷凝器的压降低于外盘铜管冷凝器压降87%；外盘微通道冷凝器制热量高于外盘铜管冷凝器，夏季工况外盘微通道冷凝器制热量高37.5%，名义工况高8.7%，最小工况高19.6%；通过冷凝器分析计算，在名义工况下，外盘微通道冷凝器的效率高于外盘铜管冷凝器20%，其能量利用率较好。