为研究杀伤爆破弹（简称杀爆弹）综合威力定量评估方法，提出一种采用毁伤幅员定量表征与评估杀爆弹（战斗部）综合威力的原理和方法，推导了战斗部威力场和目标毁伤律模型相结合的毁伤幅员计算模型；进行两种杀爆弹的静爆试验，依据试验数据验证和修正了威力场模型，并以此为实例进行了毁伤幅员计算以及综合威力定量评估与分析。研究结果表明，所提出的杀爆弹综合威力评估方法，可实现综合威力的归一化定量表征与评估，能够定量地分析不同弹药对同一目标以及同一弹药对不同目标的毁伤能力差别。

针对油气弹簧主活塞斯特封宽温域条件下的工作稳定性问题，基于材料力学及流体动力学分析与计算，建立了流体动密封数学模型，推导出了斯特封泄漏流量的理论计算公式；运用有限元模型获取密封间隙处的油膜压力数据，研究了工作温度、往复运动速度、预压缩率及沟槽尺寸对斯特封泄漏流量的影响规律。结果表明：同等工况下，往复运动速度增加、预压缩率减小、沟槽宽度或深度增大都会增加斯特封的泄漏流量；在材料许用温域范围内，随着工作温度的升高，斯特封的泄漏流量增加。

为研究旋转稳定二维弹道修正弹在固定舵作用下的攻角及速度运动特性，建立了复数形式的角运动方程。推导了固定舵匀速转动时攻角的强迫运动解及固定舵产生阶跃激励时攻角的瞬态、稳态响应解析解；推导了有控时平均速度偏角的解析解，导出了平均偏角的幅值和相位角与固定舵参数的关系；提出了旋转稳定二维弹道修正弹在固定舵作用下的飞行稳定性条件。结果表明：二维弹道修正弹无控时应避免共振，有控时应限制攻角最大增量及平衡攻角幅值；有控时平均偏角的相位角较固定舵滚转角提前一个前置角。研究结果对旋转稳定二维弹道修正弹的飞行稳定性设计及制导方法研究提供了参考。

针对滑翔制导炮弹控制系统存在不确定内、外扰动以及舵偏指令响应滞后情况下的过载跟踪问题，基于自抗扰控制技术,设计了非线性自抗扰过载跟踪控制器。该控制器结构简单，计算量小，需调整参数少。数值仿真结果表明：该自抗扰过载控制器可在强扰动和舵机响应延迟的情况下，使得输出过载精确有效地跟踪过载指令，具备良好的抗干扰能力；并且舵控指令从0缓慢变化，有效地减缓了舵机的控制负担。该控制器对较大范围内的气动参数和舵机时间常数的摄动具备较强的适应性和鲁棒性，可为滑翔制导炮弹的控制系统设计提供一定的参考依据。

为有效量化无线电引信的抗干扰能力，在定义无线电引信目标函数的基础上，提出基于相似度的无线电引信抗干扰能力量化表征方法。对正常目标回波进行分析，确定引信的目标函数，并以此为参考信号，计算不同信息型干扰作用下引信收发相关信道输出信号的相似度，若某种信息型干扰作用下获得的相似度的值越小，则引信抗该种信息型干扰的能力越强，反之越弱；以某对地连续波多普勒引信为例，对此方法进行验证。计算实例表明，该方法客观、合理，具有可操作性，可量化对比不同干扰作用下引信的抗干扰能力。

为研究在灌封材料缓冲保护下弹载器件对冲击载荷的动态响应，利用LS-DYNA用户材料自定义程序UMAT二次开发平台，编写朱-王-唐（ZWT）非线性黏弹性本构模型的材料子程序，并将ZWT模型应用于弹体内部灌封材料的动态仿真。通过调整ZWT模型的非线性弹性模量、低应变率Maxwell单元的弹性常数、高应变率Maxwell单元的弹性常数、高应变率Maxwell单元的松弛时间和材料密度，得出不同参数对应下，弹体内部电子器件不同的动力学响应，并分析灌封材料各参数变化对于弹体内部电子器件响应造成的影响。研究结果表明：当非线性弹性模量、低应变率Maxwell单元的弹性常数、高应变率Maxwell单元的松弛时间和材料密度的数值降低时，灌封材料的减振和防护效果更佳。根据仿真结果提出了针对不同工程需求的材料优化方案。

针对典型双层药型罩爆炸成型弹丸(EFP)装药结构，基于微元爆轰驱动及碰撞理论，考虑药型罩轴向驱动及径向压垮特性，建立了双层药型罩串联EFP速度分析模型。计算结果表明：罩微元径向压垮引起的内外罩EFP轴向速度差是串联EFP分离的核心因素；外罩EFP速度随外罩曲率及外罩所占厚度比增加而增加；内罩EFP速度随外罩曲率增加而减小，随外罩所占厚度比增加而增加。结合数值模拟与脉冲X光成型试验对所推导理论进行了验证，三者所得到的串联EFP速度吻合较好。

弹丸批质量水平的密集度检验方法是考核弹丸批生产质量的重要手段。为了探索新型弹丸批质量水平的密集度检验方法，基于计算流体力学软件和经验公式的弹丸空气动力学参数快速仿真计算方法，分析弹丸的结构误差对气动参数的影响，建立了弹丸气动参数数据库。以Visual Basic为 平台，建立了考虑质量偏心、动不平衡、射角、质量、弹道风等因素的弹丸数学模型，开发了火炮弹丸密集度仿真软件并进行验证。基于仿真软件，进行了随机因素与密集度的相关性分析，得到弹质量、弹径、质量偏心、动不平衡、初始摆动角、初始摆动角速度和初速对高低密集度和方位密集度影响程度的大小顺序，给出了弹丸批质量水平密集度检验方法的流程及应用。研究结果表明，该密集度检验方法在弹丸批质量水平的考核中是可行的。

加速度计尺寸误差在载体角运动情况下，会造成捷联惯性导航系统导航解算误差，这在单轴旋转捷联惯性导航系统中尤为显著。为提高导航精度，提出一种新的加速度计尺寸误差标定方法。通过分析单轴旋转调制下尺寸误差的作用机理，建立导航误差与尺寸误差的数学模型；为进一步提高标定效果，引入加速度计等效误差作为扩展观测量，利用可观测性分析方法设计具体的标定路径，通过滤波获取尺寸误差参数。仿真和实验结果表明，相比仅以速度误差为观测量的方法，该方法可以实现对加速度计尺寸误差的更高精度快速标定，导航速度解算误差可降低约50%.

以襟翼作为执行机构的面对称飞行器，研究其控制能力和自动驾驶仪设计。襟翼作为执行机构相比传统全动舵缺少方向舵，对缺少方向舵类型的控制方式，推导出此情况下的面对称飞行器动力学模型。基于该模型描述的非线性控制系统，采用微分几何方法进行能控性分析,证明该系统的弱能控性；应用求解状态依赖的Riccati方程方法，以襟翼为执行机构的面对称飞行器，设计非线性最优控制器。仿真结果表明，在系统弱能控性的基础上，设计的控制器能够在缺少方向舵的情况下，使得滚转角和纵向过载快速地跟踪指令。同时验证了飞行器双通道控制的可行性。

超流体陀螺是新一代惯性传感器，其面临的关键问题是：输出存在较大的噪声，引起其高测量精度的潜力不能发挥。为此，基于对管路多圈环绕时的流体感抗分析，构建了多圈环绕时超流体陀螺噪声的数学模型；并综合考虑多圈环绕对超流体陀螺的影响，研究最优环绕圈数，提出基于多圈环绕结构的噪声抑制方法。研究结果表明，随着环绕圈数的增加，超流体陀螺的噪声呈现逐渐下降的趋势。根据通用参数，采用最优圈数进行多圈环绕时，超流体陀螺的噪声值被抑制为无多圈环绕时的1/4. 因此基于该方法，超流体陀螺的测量精度得到了显著提高。

为提高高动态环境下的对偶四元数捷联惯性导航算法解算精度，将梯形数字积分算法应用于圆锥和划船误差补偿算法中，改进了姿态和速度解算算法，提高了对偶四元数捷联惯性导航算法的解算精度。在单个采样周期内，利用前一时刻采集的陀螺角速率信号和当前时刻采集的陀螺角速率信号，通过梯形积分方式计算角增量进行圆锥误差补偿；利用前一时刻采集的加速度计信号和当前时刻的加速度计信号，通过梯形积分方式计算速度增量并结合同一时刻的角增量进行划船误差补偿。通过设计的多组动态模拟仿真航迹验证表明，当角速率和比力作为圆锥和划船误差补偿算法输入时，梯形积分算法的精度高于传统的矩形积分算法，且航迹的动态性越高，改进算法的性能优势越显著。同时，通过动态跑车实验结果的分析对比，进一步验证了该改进算法的实用性。

为提高导弹起竖速度，提出气体与液体混合驱动起竖方式，建立了高压气瓶、活塞式蓄能器、2级液压缸、气体节流阀、液体节流阀的数学模型，完成了蓄能器驱动和高压气瓶驱动起竖的仿真研究以及气体与液体混合驱动快速起竖实验。研究结果表明：两种气体与液体混合驱动方案均可实现30 s内完成起竖；蓄能器驱动方案的控制方式简单，但蓄能器内压力较高，其体积和质量较大，过多能量消耗在加热液体上，适合轻载系统；高压气瓶驱动方案分别控制气体和液体，提出了复合控制方式，起竖前段对气体进行节流降低压力，能量损失较小，起竖后段对液体进行节流，完成负载的制动；实验结果与仿真结果的偏差满足要求，位移偏差在18 mm内，压力偏差在负载起动、制动和多级缸换级时较大，应采取缓冲措施以保证平稳快速起竖。

为了研究气体与液体两相连续旋转爆轰波的传播特性，基于三维守恒元和求解元方法，在圆柱坐标系下采用带化学反应的气体与液体两相爆轰模型，对连续旋转爆轰发动机进行三维数值模拟。通过计算获得了爆轰波起爆及其稳定传播时的流场结构，分析了流场在燃烧室径向方向的变化以及发动机的推力性能，揭示了两相爆轰波的传播特性。研究结果表明：燃烧室内流场结构与文献\[4\]中的实验研究结果定性一致；由于环形燃烧室外壁面的收敛和内壁面的发散，爆轰强度沿着燃烧室的径向方向逐渐增强，实现了爆轰波的自持旋转传播；以汽油为燃料、富氧空气为氧化剂，在填充总压为0.2 MPa、总温为288.15 K、燃料液滴半径为25 μm的条件下，连续旋转爆轰发动机所获得的平均推力约为880 N，爆轰波的传播频率约为4 390 Hz.

为在强电磁干扰环境下测量爆炸冲击波的壁面反射压力，将光子多普勒测速仪(PDV)与压杆相结合，设计了一套压力测试系统。采用滑动安装结构消除探头在应力波作用下产生的轴向速度，根据杆中弹性波多次反射的压杆自由面速度曲线，提取起跳点，拟合得到了压杆声速。对压力测试系统进行了响应特性、有效测量时间和测量下限分析，并采用该系统测量了球形炸药爆炸的冲击波反射压力。研究结果表明：该系统频响低于杆表面粘贴的应变片电测系统，测量下限优于应变片电测系统；测得的球形炸药爆炸的冲击波最大反射压力为463.5 MPa，上升沿为5 μs；PDV和压杆相结合的冲击波壁面反射压力测试技术可行。

为了研究通气气体与液体两相流旋涡特性，采用RNG k-ε湍流模型并结合Level Set界面捕捉方法，对绕多孔孔板气体与液体两相横射流流动特性进行了数值模拟，并与实验结果进行了比较。研究结果表明：液相横流受到射流气体的阻碍作用在孔口上游、形成分离鞍点和马蹄涡，此分离鞍点随距壁面高度的增加逐渐靠近孔心，形成分离线；液相横流绕过射流气体后形成两个较为封闭的分离旋涡，此分离旋涡随距壁面高度的增加逐渐远离孔心。射流气体内部反旋转涡对的发展过程可分为3个特征阶段：流动位于孔口附近时，反旋转涡对从壁面逐渐形成，涡核间距和高度不断增大，影响面积不断扩张；随着流动向下游发展，反旋转涡对影响面积不断收缩直至消失；当流动发展至下游某一位置时，反旋转涡对在射流气体顶端再次形成，随着反旋转涡对的不断发展，在平板壁面诱导出2次涡对。

为实现海洋地声环境参数的快速高效反演，提出多步退火Gibbs（Multi-AG）采样算法，可消除因参数搜索空间设置对参数反演结果的影响，并有效解决Bayes匹配场高维参数反演过程中常见的运算量大、旁瓣高等问题。分析待反演地声参数对匹配场处理器的敏感性，用以制定多步反演与退火方案，利用Gibbs采样算法反演敏感性级别最高的参数，计算其均值并代入后续反演步骤，进而采用退火Gibbs采样算法逐步反演后续参数；利用数值仿真实验对比Metropolis-Hastings算法、Gibbs采样算法、快速Gibbs采样算法和Multi-AG采样算法的反演效果。实验结果表明，与其他3种算法相比，Multi-AG采样算法可通过最小的计算量得到均方差最小、精度最高的参数反演结果。

针对被动声纳探测目标，提出了一种基于线谱瞬时频率估计的目标定位跟踪算法。该算法通过利用声纳探测目标的跟踪波束信息，建立高精度瞬时频率跟踪提取与多特征联合的目标定位跟踪模型，完成对目标高精度多普勒频移信息的实时提取。基于多特征观测方程，实现了对目标的定位与跟踪。仿真实验和海上试验结果表明：该算法可在观测平台不机动情况下，完成对目标的快速定位与跟踪；在相同平台机动条件下，相比传统纯方位算法，该算法的要素解算性能更加稳定，解算收敛时间缩短约4 min，进一步增强了工程适用性。

借助通用显式动力分析程序LS-DYNA软件平台，采用拉格朗日方法描述钢化玻璃，增加侵蚀算法来模拟钢化玻璃的破坏。钢化玻璃采用线弹性材料模型，通过建立的模型研究单层钢化玻璃在爆炸冲击波作用下的动态响应。利用场地试验结果对数值模型进行验证，证明了此模型的合理性。用已验证的模型对单层钢化玻璃在爆炸冲击波作用下进行数值模拟，得到一组单层钢化玻璃破坏的超压冲量临界点。通过数值模拟结果得到了爆炸冲击波对单层钢化玻璃损伤的超压-冲量曲线，进一步推导出了单层钢化玻璃损伤超压-冲量曲线的经验公式，并与数值结果进行比对，具有很好的吻合性。研究表明，得到的超压-冲量曲线及经验公式可以为单层钢化玻璃抗爆设计提供有价值的参考。

针对标准铝合金薄壁球壳零件的装夹变形问题，建立球壳变形的数学理论模型以及有限元仿真模型，实现了薄壁球壳真空吸附装夹状态的理论分析与仿真优化。明确了真空负压与装夹位置对球壳变形的影响；基于球壳与吸具之间的装夹位置关系，完成了吸具主要尺寸参数的优化设计。优化后吸具样件的测量结果表明，通过控制真空负压以及改变装夹接触位置，可以有效减小球壳的装夹变形，进而提高其加工的尺寸精度。

针对抵肩力实验信号采集过程中引入的噪声污染问题，基于数学形态学理论，提出了一种 自适应多尺度形态学降噪方法。该方法采用形态开闭-闭开运算提取含噪信号的正、负冲击成分，根据不同尺度形态运算后的噪声统计分布，对不同尺度下形态运算的结果进行加权平均去噪，解决了细节保持与噪声滤波之间的矛盾。仿真实验以高斯白噪声干扰下的blocks信号为研究对象，信噪比和均方根误差为评定降噪结果的标准，结果表明该方法与传统阈值降噪方法相比具有更好的降噪效果。抵肩力实验结果的应用表明，该方法能够在有效抑制信号噪声的同时较好地保留抵肩力信号特征细节，为抵肩力信号特征的提取提供了一种降噪方法。

针对多状态两部件冷储备系统存在多类维护方式的情况，假设系统中的单维修台能够根据部件状态提供保养和维修两类服务，其中维修具有更高的优先级。采用连续Phase-type分布代替指数分布等典型分布，描述工作部件在不同性能水平的停留时间、维修台保养和维修时间。利用矩阵解析方法获得了系统稳态概率，推导出系统稳态可用度、系统工作时间、系统平均停机间隔时间、维修台故障件到达率和系统故障率等参数的解析表达式。通过算例验证了模型的正确性和适用性，演示了保养和维修速率对系统各可靠性参数的影响。研究结果表明，利用Phase-type分布对多状态系统开展可靠性解析建模，能够在确保良好解析特性的同时，有效提升模型的描述能力，从假设条件环节保证模型具有更强的通用性。

针对汽车磁流变半主动悬架系统非线性和模型不确定性所引起的控制稳定性及优化问题，考虑被控悬架综合控制目标的安全约束，建立1/2车辆悬架系统的非线性动力学模型。基于被控悬架系统与参考轨迹之间的跟踪误差，使用自适应反推方法和Lyapunov理论，设计被控悬架系统的磁流变阻尼器控制输入函数，提出基于投影算子的自适应控制律，进而设计一种能够处理安全约束问题的自适应反推控制器；为验证所提出控制策略的可行性和有效性，基于Matlab/Simulink建立磁流变悬架控制系统的仿真模型，并分别在随机路面和凸块路面上对该控制策略进行仿真验证。仿真结果表明，所提出的自适应反推控制策略能使磁流变悬架车辆在行驶稳定性方面具有较好的全局渐进稳定性，并能明显提高车辆行驶平顺性，满足悬架系统各方面的安全约束。

主战坦克总体设计的核心任务就是在不增加部件技术难度（水平）的前提下追求总体性能的“极大”和外形尺寸与质量的“极小”。通过分解火力、机动、防护性能指标参数，分析主要性能指标与总体尺寸的关系，建立主战坦克基于主要几何尺寸的火力、机动力和防护力综合优化模型。得出“协调坦克火力、机动力和防护力的核心是控制高度”的技术结论，并给出了控制坦克总体高度、宽度和长度的措施与方法。

目前应用于机载布撒器外燃式子弹药抛撒机构的气囊主要由橡胶/芳纶材质构成，针对其承压强度较低、耐氧化性较差的不足，设计了一种金属材质（304不锈钢）的抛撒气囊。分别从承压强度和抛撒性能两方面开展静态承压试验与动态抛撒试验，以验证其用于抛撒系统的可行性。静态承压试验结果表明，壁厚0.2 mm的金属气囊膨胀过程具有良好的气密性，承压强度比橡胶/芳纶 复合材料气囊提高了50%左右、质量降低了约45%；动态抛撒试验结果显示，该结构金属气囊的膨胀形变过程具有良好的对称性，且对抛撒姿态影响很小。试验结果可为金属气囊在机载布撒武器中的工程实际应用提供参考。