防浪板是影响两栖车辆整车水上性能重要部件之一，为了研究防浪板对排水型两栖车辆水动力学的影响，建立了排水型两栖车辆流体力学计算模型。针对防浪板的形状、大小以及与车体的相对位置变化进行整车航行动力学仿真，综合分析了防浪板对整车航行阻力、升力以及纵向俯仰力矩的影响，并与试验数据进行了对比。研究结果表明：在形状方面，分段平板式防浪板具有弧形与平板式各自优点，是较佳的工程结构；在宽度上，随着宽度增加，阻力和升力变化不大，纵向恢复力矩增加较多，超过一定宽度后阻力急剧增加；在与车体相对距离方面，随着距离的增加，航行阻力增加，升力下降，纵向恢复力矩增幅较大；在防浪板与车体底平面夹角上，随着角度的增加，整车阻力和升力变化不大，但纵向恢复力矩增加显著。

为提高履带车辆发动机转速的抗负荷扰动性，并改善整车行驶过程的转速控制效果，在基于转矩控制架构下设计了前馈-反馈全程调速控制算法。该算法基于平均值模型和曲轴动力学模型设计发动机负荷估计算法，利用某6缸直列泵柴油机进行台架试验研究其在稳态动态工况的估计精度。进行了动力传动系统仿真研究，研究结果表明：该算法能够显著提高转速控制的抗负荷扰动能力；在整车加速过程中保持了较快的转速调节时间，避免了控制参数的重复标定；踏板-转速跟随特性的提高能够减少履带车辆意外换挡的出现。

为研究减振系统由于破坏捷联惯性导航与载体之间固联关系而造成的惯性导航测量误差，分析误差机理，提出一种基于有限元的分析方法。在有限元软件中建立带减振器的捷联惯性导航系统模型，利用轨迹发生器生成的运动参数，对载体及惯性导航系统运动过程进行仿真。仿真结束后，从有限元分析结果中提取惯性器件测量数据，经导航解算，得到减振系统造成的惯性导航误差。研究结果表明，有限元分析方法能够实现减振系统造成惯性导航误差的定量分析，使得可以从捷联惯性导航测量精度的角度进行减振系统优化设计。为研究减振系统由于破坏捷联惯性导航与载体之间固联关系而造成的惯性导航测量误差，分析误差机理，提出一种基于有限元的分析方法。在有限元软件中建立带减振器的捷联惯性导航系统模型，利用轨迹发生器生成的运动参数，对载体及惯性导航系统运动过程进行仿真。仿真结束后，从有限元分析结果中提取惯性器件测量数据，经导航解算，得到减振系统造成的惯性导航误差。研究结果表明，有限元分析方法能够实现减振系统造成惯性导航误差的定量分析，使得可以从捷联惯性导航测量精度的角度进行减振系统优化设计。

使用包含瞬态燃速公式的一维内弹道模型模拟30 mm电热化学发射过程，通过与发射实验结果相比较，验证了该模型的精确性。对比常规发射和电热化学发射膛内压力波曲线可知，电热化学发射技术可以有效降低膛内压力波。进一步分析输入电能、放电时序、发射药弧厚、装填密度等参数变化对膛内压力波的影响。研究表明：同步放电的条件下，电能比不大于0.042时，压力波峰值变化很小；电能比大于0.042时，压力波峰值随着电能比的增加迅速增大；首个负波幅值随着电能比线性递增，但受电能比影响小于压力波峰值；采用时序放电时，在控制压力波的前提下，电能比与放电电流的脉宽呈正比；在较高电能比下，压力波峰值与放电电流的脉宽呈反比；随着发射药装填密度的增加，膛内压力波增大；但在控制压力波的前提下，可输入的电能比无明显变化，首个负波幅值随着电能比的变化趋势不变；弧厚的变化对压力波的影响可忽略不计。

为研究膛口制退器制退效率对采用全枪浮动原理的某新型大口径机枪浮动性能的影响，建立了基于浮动原理且考虑土壤和人体影响的某新型大口径机枪的刚柔耦合模型，对含膛口制退器的机枪系统进行动力学仿真并与试验结果进行对比分析，验证了该模型的正确性；获得了某新型大口径机枪实现全枪浮动的膛口装置制退效率的允许取值范围。结果表明，所建立含膛口制退器的实际某新型大口径机枪刚柔耦合模型精确可靠，所设计的膛口制退器实际制退效率为35.9%，其实现全枪浮动的膛口制退器制退效率的理论取值范围为22.5%~50.0%.

为了研究狙击步枪弹与枪匹配设计方法,基于非线性有限元理论建立了弹与枪相互作用数值计算模型，该模型是一个较为完善的求解弹头膛内发射过程的计算模型，通过对比试验结果与仿真结果证明了该模型的正确性。将稳健设计思想应用于弹与枪匹配设计，选取多个弹、枪设计参数作为控制因素，弹头质量偏心为噪声因素，弹头膛内摆动角为性能度量，采用正交试验法开展稳健性研究，获得了各参数在两水平值处的稳健特性；正交试验所得4组枪、弹参数匹配组合方案在有无噪声状态下的方案优劣结果与精度射击试验方案结果基本一致，证明了将稳健设计思想应用于弹与枪匹配设计的可行性、正确性。

基于一种增强型轨道炮负载特性，从机理上分析了大功率晶闸管关断特性在增强型轨道发射系统中的影响。研究结果表明，增强型轨道炮发射过程中脉冲成形网络部分电能得不到有效利用，分析原因是增强型轨道炮的初始电感较大，导轨电流具有梯形波特性，从而使发射初始阶段后膛电压具有较高的幅值，导致该阶段放电的脉冲成形单元存储的电能没有释放完全，大功率晶闸管就因承受了反向电压而关断。通过对增强型轨道炮系统仿真和发射试验验证了上述结论。根据增强型轨道发射系统中脉冲成形网络的实际状况，对剩余电能再利用的方法进行了探讨。研究结论对大功率晶闸管在增强型轨道发射系统中的工程应用具有指导作用。

针对引信磁流变液解除保险机构贮存后使用的安全性和可靠性问题，提出一种贮存寿命评估方法，并对其进行寿命评估。通过贮存稳定性实验，分析在恶劣环境下存贮对磁流变液的屈服应力和黏度的影响以及对引信磁流变液解除保险机构的性能影响。实验结果表明长时间的高温会导致磁流变液中的铁磁颗粒沉降团聚，说明高温可加速引信磁流变液解除保险机构失效；通过建立贮存寿命加速模型，提出适用于引信磁流变液解除保险机构贮存寿命的评估方法；采用这种评估方法对引信磁流变液解除保险机构在正常贮存条件下的可靠贮存寿命进行评估。评估结果表明：引信磁流变液解除保险机构的可靠贮存寿命为15.2 a，具有较好的贮存性能，满足引信的可靠性和安全性要求。

根据非定常可压缩流动的Navier-Stokes方程和Spalart-Allmaras湍流模型，基于计算流体力学分析软件，采用动网格技术，对弹丸在气室高压气体作用下的运动规律及其流场特性进行了仿真。主要研究了4种不同气室初始气压下膛内平均压力、弹底压力、气室底部压力、弹丸运动参数的变化规律，进一步分析了在气室初压为2.5 MPa下不同时刻马赫数等值线的变化规律。研究结果表明：膛内气流存在振荡现象，气室底部压力、弹底压力变化具有波动性；气室初始气压的大小影响气室底部压力、弹底压力振荡幅度及弹丸出炮口速度；弹丸在管内运动速度及运动时间随距离变化的关系均近似抛物线分布。

为分析喷射压力变化对脉冲等离子射流扩展特性的影响，建立脉冲等离子射流在空气中扩展的二维轴对称非稳态模型，并进行数值模拟。研究了1.5~3.5 MPa喷射压力范围内，脉冲等离子射流在空气中扩展时的两相界面演化特性及流场参数变化规律，并与实验结果进行对比。研究结果表明：脉冲等离子射流的轴向扩展位移模拟值与实验值较为吻合；喷嘴出口处，射流场参数骤变，近场处参数变化较为剧烈，后期逐渐衰减至环境参数；喷射压力增大时，脉冲等离子射流的扩展体积、马赫盘大小及压力等流场参数均随之增大，扩展过程中的湍流掺混现象也随之增强，表现为等离子体与空气两相界面破碎加剧；喷射压力减小到1 MPa时，喷嘴近场无马赫盘出现。

高超声速飞行器在流场中通常会伴随激波与边界层干扰(SWBLI)，其引发的流动分离将导致进气道性能下降。采用分离涡模型结合有限体积离散方法、自适应网格加密技术，对来流马赫数为7.0流场中SWBLI诱导的流动分离进行数值模拟，并基于边界层流向速度、压力梯度、形状因子、总压损失等参数讨论了不同微楔高度的控制效果，分析双微楔的控制机理。研究结果表明：双微楔产生的两对流向涡对之间的相互诱导促进了各自流向涡对之间的卷吸作用，使得双微楔对分离气泡的消除效果优于单只微楔；流动总压损失系数随着微楔阵列高度的增加呈先减小、后增加的趋势；综合讨论流向涡强度与形状阻力的影响，高度为35%分离气泡厚度的双微楔控制效果最好，分离气泡局部可减小至回流消失，边界层形状因子峰值降低86%，总压损失降低1.9%.

为了揭示双乳液法制备微孔球形药孔结构的形成机制，分别在乳化、成球及溶剂蒸馏等过程中进行取样，并采用显微观察和图像分析方法探索了孔结构的形成和演变规律。结果表明：影响微孔球形药中孔结构形成的主要因素是乳化条件和溶剂蒸馏条件。硝化棉乳液中分散相水滴的形态及尺寸分布规律与成品微孔球形药中的孔结构及孔径分布规律基本一致。乳化条件决定球形药中孔的形貌特征；成球过程的工艺条件对孔径及孔的形貌无显著影响；溶剂蒸馏条件对孔径分布影响较大，溶剂蒸馏速度加快，孔隙发生聚集而导致孔径分布不均匀。通过降低溶剂蒸馏速度，成品颗粒中的孔结构均匀性可以得到有效改善。采用双乳液法制备的硝化棉基微孔球形药中的孔结构是由硝化棉乳液中的分散相液滴形态决定的。

高聚物粘结炸药(PBX)是战斗部的关键组成部分，其动态力学行为，特别是动态断裂特性关系到战斗部的安全性和使用可靠性。基于内聚裂纹模型，对PBX模拟材料(PBX-M)的动态巴西实验进行数值模拟，对比霍普金森杆实验中测得的拉伸应力曲线，以及高速摄像结合数字图像相关方法得到的试样表面位移场和应变场。对比结果发现，拉伸应力峰值的数值模拟结果比实验结果小约5%，拉应变集中带的数值模拟结果与实验结果的偏差小于15%，验证了内聚裂纹模型的有效性。根据数值模拟结果，探讨了PBX-M试样在动态巴西实验过程中的起裂和裂纹扩展规律，给出了裂纹宽度的定量化信息。

当前关于包围编队的研究没有考虑一定条件下跟随者之间可能出现的碰撞问题。基于图论、矩阵分析、非线性分析，研究带有避碰机制的2阶非线性多智能体系统包围编队问题，分别设计了带有避碰机制的静态和自适应包围编队协议，并结合李雅普诺夫分析方法得到包围协议稳定的充分条件。通过仿真实验验证包围编队协议的有效性。研究结果表明：协议可使跟随者的运动轨迹最终趋向以所有领导者运动轨迹张成凸包的有限半径范围内，同时所有跟随者之间距离均始终大于安全距离。当前关于包围编队的研究没有考虑一定条件下跟随者之间可能出现的碰撞问题。基于图论、矩阵分析、非线性分析，研究带有避碰机制的2阶非线性多智能体系统包围编队问题，分别设计了带有避碰机制的静态和自适应包围编队协议，并结合李雅普诺夫分析方法得到包围协议稳定的充分条件。通过仿真实验验证包围编队协议的有效性。研究结果表明：协议可使跟随者的运动轨迹最终趋向以所有领导者运动轨迹张成凸包的有限半径范围内，同时所有跟随者之间距离均始终大于安全距离。

介绍了超燃冲压发动机喷焰辐射特性试验与测量方法，在燃料为航空煤油、来流马赫数为6、当量油气比为0.8的试验状态下，获得了长1 m量级超燃冲压发动机喷焰辐射强度和光谱。喷焰辐射强度在发动机喷口附近随喷射距离缓慢下降；辐射强度显现出的高频震荡、低频稳定特性，反映出燃料燃烧过程的微观脉动性和宏观稳定性。根据喷焰光谱，喷焰辐射能量集中在波长4.364 3 μm附近，主要辐射源为CO₂.

针对MANET组网模式下的战术无线通信网络，节点可灵活自组，通信方式多样化，但经多跳转发的传输链路易受干扰影响而导致整体路径失效，受干扰威胁较大的问题，除采用一系列物理链路级传统抗干扰手段外，还应通过控制和优化拓扑结构，提高干扰下通信系统对节点和链路失效的容忍度和网络性能恢复能力，这也是提高路由等上层协议的可用性和生存能力的基础。以复杂系统理论为指导，在图论和随机过程理论的基础上分析不同通信环境条件变化对干扰阻塞状态的影响，判别节点重要度和网络概率连通性，提出了一种基于局部稳定性测度的拓扑优化方法，用于构造高可靠网络。通过仿真实验分析，验证了该方法的有效性，可提高实际动态传播条件下的军用通信网络的抗干扰能力和自优化能力。

由于信道传输特性、信噪比低等因素的影响，非合作水声通信信号的调制识别极具挑战性。对信号功率谱、平方谱进行主分量分析，提取代表不同类型调制信号特有信息的主分量作为特征参数，从而降低特征参数维度、抑制噪声影响，并在此基础上设计一种基于人工神经网络的水声通信信号调制方式分类器。海上实录信号数据的识别实验结果表明了该方法的有效性。

针对正交频分复用技术的峰均功率比较高且对多普勒频偏敏感等问题，提出基于分频带传输的单载波水声通信技术，为水下高速通信领域提供了一种可行性方案。该方案将相对较宽的通信频带划分为若干子带，在每个子带间插入保护频带，以消除载波间干扰。开展了水声通信试验，发射换能器频带被划分为两个子频带，每个子带带宽为2.25 kHz，子频带保护间隔为0.75 kHz，载波频率分别为3 kHz和6 kHz. 采用被动时间反转镜联合判决反馈均衡器的接收机结构抑制码间干扰，当映射方式为8相移键控时，3 km、5 km和7 km距离上的试验数据均实现了通信速率为9 kbit/s的 低误码率数据传输，验证了该系统的稳健性。

为提高对未知目标的拦截能力，基于博弈理论，研究了一种由水下拦截器和我方舰艇协同防卫来袭目标的微分制导策略。该策略在三方对策关系基础上，结合视线指令构造协同约束，建立三方自导约束模型，以终端脱靶量和最小能量为性能指标进行协同对策制导律设计。利用伴随原理解决终端问题方法导出具有反馈控制的“零效脱靶量”，并以滚动时域法对制导参数进行实时预测。通过对可捕获条件下不同制导方式来袭目标的拦截仿真表明：在相同条件下，该制导策略弹道性能良好，不受目标机动形式的限制，具有较强的鲁棒性和稳定性。

针对当前加工误差分离方法无法分离相近尺度系统误差的缺点，提出了一种基于独立成分分析的加工误差分离方法。建立了各误差源所导致的系统误差和总的系统误差之间的传递模型；根据盲源信号分离相关理论，建立了基于负熵固定点算法的加工误差分离模型，实现了相近尺度的系统加工误差分离，并利用主成分分析法给出了误差源数量确定的方法。以某陀螺仪的某加工面加工误差分离为例对所提出的方法进行了验证，结果表明所提出的误差分离方法可有效实现相近尺度的加工误差分离。针对当前加工误差分离方法无法分离相近尺度系统误差的缺点，提出了一种基于独立成分分析的加工误差分离方法。建立了各误差源所导致的系统误差和总的系统误差之间的传递模型；根据盲源信号分离相关理论，建立了基于负熵固定点算法的加工误差分离模型，实现了相近尺度的系统加工误差分离，并利用主成分分析法给出了误差源数量确定的方法。以某陀螺仪的某加工面加工误差分离为例对所提出的方法进行了验证，结果表明所提出的误差分离方法可有效实现相近尺度的加工误差分离。

研究机械加工过程中夹紧力的合理规划是保证加工质量的核心环节，对于实现加工过程的可靠性和精密化至关重要，为此构建了全区域夹紧力变向迭代规划算法。根据工件在装夹布局中的受力状态以及工件与装夹元件之间接触力的方向约束条件，分别依据夹紧力大小与夹紧点位置的未知和已知情况，结合线性规划技术建立了力的存在性和力的可行性分析方法。在夹紧力存在的条件下，通过离散夹紧表面为点集的方法，逐点地以一定步长正向从最小值开始选取夹紧力的大小，根据当前值与上一次取值之间可行性的差异，确定下一次取值的步长及其方向，若可行性相同则以相同步长继续正向取值，否则步长减半、反向取值，直至步长的绝对值在阈值范围之内，建立全区域内夹紧力的变向迭代规划算法。该算法将连续型的夹紧力设计问题转化为离散型，不仅适合于形状复杂的工件，而且还利于计算机实现夹紧力的自动化设计。

分析回顾了雷达工程中，当前通用的方位俯仰极坐标框架下，无线电雷达跟踪测量系统角偏差正割补偿修正方法的由来及其局限性；提出了跟踪指向坐标系的定义。利用坐标转换原理给出了一种简便易行的偏差无奇点精确修正推导新方法，并证明了新方法与通用的基于立体几何推理方法的等价性，同时分析了新方法在雷达轴系偏差修正中的典型应用及其对系统跟踪测量精度的影响。对于89°仰角、方位俯仰角偏差均为3 mrad的情形，正割补偿修正法指向计算存在6 759.2″ 的方位角误差和63.5″的俯仰误差。新的推理方法有利于极坐标框架下的空间目标高精度跟踪与测量，尤其是高仰角过顶跟踪性能、指向精度和跟踪数据利用率的提高。

由于马尔可夫模型在进行多阶段任务系统的可靠性分析时，系统状态随部件增加呈指数增长，从而导致大规模条件下模型求解所需的存储量和计算量十分巨大。而根据马尔可夫模型中转移速率矩阵Q的取值规律和稀疏特性，给出了矩阵Q中元素q_ij基于状态二进制表示的计算公式，并提出了一种Q矩阵压缩存储(QMCS)方法。在模型压缩存储的基础上，进一步提出了基于Krylov子空间的可靠性求解算法。通过算例对比了不同压缩存储方案和不同求解算法的存储量、计算时间和可靠性结果，分析表明基于QMCS和Krylov子空间的模型求解方法具有较高的存储和计算效率，特别是在矩阵规模较大的情况下，该方法的计算耗时优于其他方法，且结果精度也能满足可靠性计算需求。

建立基于干扰估计的机器人非线性反馈控制系统并证明其稳定性，在此基础上提出一种 适用于机器人跟踪控制的新型自抗扰控制器。该控制器不需实时计算复杂的机器人动态模型，由两个跟踪微分器(TD)构成：一个用于安排系统的过渡过程；另一个用来估计速度和加速度，TD的滤波特性使其对量测噪声具有抑制作用。由被控对象的控制量与所估计加速度的反馈构成的“扩张状态”来自动检测系统模型和外扰的实时作用并实时进行动态补偿。除了和以往的自抗扰控制器一样具有很好的适应能力和很强的鲁棒性外，它还具有需整定参数少的特点。仿真结果表明，该控制器是有效的且具有很强的鲁棒性，而且系统响应快且超调小。

针对绳索式末端执行器缠绕及捕获卫星过程中的动力学问题，采用绝对节点坐标方法描述横观各向同性柔性绳索的缠绕运动，及卡尔丹角描述刚体卫星的姿态运动，并引入绳索与目标间的非线性动力学模型，建立包含末端执行器固定环和旋转环、绳索及被捕获卫星抓杆在内的刚柔耦合动力学模型。结合广义α法以及工程上常用的Scaling技术，利用Matlab开发了计算程序，实现动力学方程的高效精确数值求解。计算结果表明：此模型能较好地模拟柔性绳索缠绕及捕获卫星的过程，同时给出捕获过程中卫星姿态的变化及绳索的运动和受力情况，为实际工程中捕获机构的设计和试验提供一定的参考依据。

针对某高射速自动机在样机实弹射击时出现的周期性停射故障，应用热膨胀经典理论和有限元计算方法，对高射速自动机进行了热-结构耦合分析。结果表明：将结构尺寸作适当的调整，不仅能满足现阶段射速的要求，而且有进一步提高射速的空间。结构设计方案改进后的验证样机，经多轮实弹试验测试，没有出现周期性停射现象，故障得到解决。将热-结构耦合方法应用于工程实践，以期在解决类似故障和结构设计的分析方法上有所借鉴。

针对武器自动机在动作过程中，机构相互碰撞产生的冲击振动信号，提出计算冲击振动信号的冲击响应谱，并提取冲击响应谱特征值，进而开展自动机部件裂纹故障识别的新方法。开展不同裂纹部件的射击试验，采集正常及故障条件下自动机部件碰撞冲击信号，并根据运动过程进行分离；计算分离后冲击信号最大冲击响应谱，根据冲击响应谱不同区域的冲击响应特征参数，提出冲击响应谱相对峰值比和相对峰值频率比的定义，并将相对峰值比、相对峰值频率比作为故障特征值进行提取；在不同裂纹故障条件下，对比故障特征值统计分布形态，完成不同故障条件的识别试验。试验结果表明，冲击响应谱特性提取可以准确有效地诊断自动机裂纹故障，是一种可以用来在线监测的新方法。

鲁棒的小目标检测是红外目标搜索与跟踪的关键技术，提出一种改进的单帧红外图像小目标检测算法。该方法将原始红外图像通过预处理变换到新的红外块图像模式，在红外块图像上，将红外图像小目标检测问题转换为低秩矩阵和稀疏矩阵分离的鲁棒主成分分析(RPCA)问题。考虑到红外图像中噪声和杂波的存在，用交替方向方法求解带噪声的RPCA问题，获得稀疏目标图像，并对获得的稀疏目标图像采用简单的图像分割算法进行目标检测。对空天、海天、天云、海面4种不 同场景的红外图像小目标检测，进行仿真实验，结果验证了所提出算法的有效性。