柴油机进气系统漏气和堵塞等性能退化型故障将会导致排放恶化和经济性下降。针对进气系统具有较强的非线性，难以建立精确的数学模型问题，提出基于局部线性模型树（LOLIMOT）模型的故障诊断方法，为在线故障诊断提供一种思路。提取进气压力波的一次谐波信号幅值与相位、充量系数为故障特征，采用 LOLIMOT方法对充量系数、进气压力波动幅值与相位信号建立基于发动机转速和进气密度的参考模型；采用奇偶方程生成3个残差信号，计算各个残差信号的阈值；分析残差信号和故障类型的映射关系。结果表明：所建进气压力波动幅值LOLIMOT模型、进气压力波动相位LOLIMOT模型、充量系数模型验证数据与模型仿真数据具有较高线性相关度；采用充量系数、进气压力波幅值与相位为故障特征值建立的LOLIMOT模型生成残差信号的故障诊断方法，可诊断进气系统漏气故障和中冷器堵塞故障。

脉冲电源系统性能基本取决于放电开关的特性，真空触发开关因其具有工作电压范围宽、承载电荷量高、介质恢复迅速、结构紧凑等优点，可用于脉冲电源的主开关。采用RVU-43型真空触发开关研制了一套总储能2 MJ、额定工作电压13 kV的脉冲电源。电源系统由17个118 kJ电容储能模块并联组成，单个模块短路放电最大电流达52 kA，系统包含了充电、控制、测量子系统。电源在模拟负载上进行了单模块、系统同步与时序控制放电性能测试，并在电热化学发射装置上进行了发射试验。结果表明，系统输出的电流幅值较高且波形灵活可调，可靠性高，可满足电热化学发射试验的研究。

基于复合材料的三维厚壁梁理论，考虑梁的三维应变、挠曲等效应，建立了圆形电磁轨道炮身管纤维缠绕复合外壳的等效抗弯刚度计算模型。采用组合梁的等效抗弯刚度计算法，对纤维缠绕的轨道炮身管的整体抗弯刚度进行了分析，并与层合板理论法、有限元法做了对比。结果显示，3种计算方法在缠绕角度较大时，计算结果一致性较好。分析了纤维缠绕角度的变化、不同径向位置的碳纤维缠绕角度变化以及不同内膛绝缘材料对身管轴向抗弯刚度的影响。研究结果表明：身管的轴向抗弯刚度在缠绕角度较小时，随着缠绕角度的增大，呈明显的下降趋势，并且其受内层碳纤维的缠绕角度影响要比外层碳纤维的要大；高密度、高弹性模量的内膛绝缘材料并不一定就能提高身管的轴向抗弯刚度。

针对调频引信抗扫频干扰能力差的问题，建立扫频干扰模型，分析扫频干扰下调频引信失效机理，提出了基于时序及相关检测的调频引信抗扫频干扰方法；综合利用弹目距离信息、双通道时序信息及时间间隔信息作为调频引信输出起爆控制信号的判决条件；仿真验证了算法的可行性，并进行了硬件实现。仿真及实测结果表明，与现有调频引信相比，基于时序及相关检测的调频引信抗扫频干扰方法，有效地提高了调频引信抗扫频干扰能力及引信定距精度，算法复杂度和实时性满足引信要求。

阶跃恢复二极管是超宽带引信产生窄脉冲信号的核心器件，阶跃恢复二极管参数影响窄脉冲信号的幅度和宽度。依据半导体器件理论和阶跃恢复二极管不同的工作状态，建立阶跃恢复二极管模型，分析阶跃恢复二极管参数对二极管正偏导纳和反偏势垒电容的影响。根据窄脉冲产生等效电路，采用电路暂态分析方法求解窄脉冲幅度和窄脉冲宽度，仿真研究阶跃恢复二极管少数载流子寿命、反向饱和电流、零偏结电容和掺杂分布系数与窄脉冲幅度和窄脉冲宽度关系。仿真结果表明，改变阶跃恢复二极管参数可以调节窄脉冲幅度和窄脉冲宽度，通过产生的窄脉冲与仿真结果对比分析，验证了仿真结果的正确性。

采用AUTODYN-3D数值软件，开展了钨球与不同曲率半径柱面带钢壳Comp B炸药作用过程的数值模拟。分析了钨球撞击位置对炸药冲击起爆特性的影响，采用升降法获得柱面带壳装药的临界冲击起爆速度。结果表明：柱面带壳装药冲击起爆过程与平面带壳装药相一致，炸药起爆点发生在离炸药和壳体界面一定距离处，且随着速增加而越靠近交界面；相同条件下柱壳装药更易于起爆，其临界起爆速度随装药曲率半径r增加呈现非线性增大，碰撞点偏移量δ=0时，r=∞的临界起爆速度较r=40 mm时增加3.2%；随偏移量δ的增大呈现指数增加，r=40 mm时，δ=0.94r的临界起爆速度较δ=0时增加35.6%，较平面带壳装药增加31.5%.

为了实现单兵火箭“有限空间内发射”的能力，提出了在尾管内放置液柱平衡体的单兵火箭发射系统，对该系统进行试验研究的同时分时段分析了内弹道过程。以经典内弹道理论为基础，将燃气与液体之间的无规则混合假设为“穿孔混合”，建立了发射系统的数学模型，并运用龙格-库 塔法进行了数值计算，给出了完整的内弹道曲线。通过试验与计算结果的对比分析，计算结果与试验结果吻合较好，燃烧室最大压力相对误差为1.6%，弹丸速度相对误差为0.9%，验证了该模型的有效性，为单兵火箭驱动液柱发射系统的内弹道过程提供理论参考依据。对比分析单兵火箭发射系统在有无液体柱平衡体两种条件下的计算结果可知，在相同发射条件下，液柱平衡体在减弱发射特征的同时提高了弹丸的速度，提升了火箭弹的威力。

Al/KClO₄点火器的输出性能是火工分离装置总体设计的关键参数。为了更准确地描述Al/KClO₄点火器的输出性能，通过修正经典内弹道方程组假设，引入火药力修正系数，建立了改进Al/KClO₄内弹道分析模型。编写Matlab数值求解算法，计算了密闭爆发器内Al/KClO₄点火器压力峰值、压力上升时间和单位面积冲量等参数，结合实验分析了这些参数随药量和空腔容积的变化规律，计算结果与实验结果吻合较好。研究表明，Al/KClO₄点火器产生的压力峰值随药量的增加而增大，随空腔容积的增加而减小，在小容腔（<5 mL）范围内，空腔容积增加1倍，压力峰值下降约40%.

针对固体火箭发动机装药燃面退移下的瞬态内流场模拟方法进行研究，采用水平集方法捕获发动机工作过程中的装药燃面，多孔介质模型约束装药区域的流动特性，建立了一种可以准确模拟发动机内流场瞬态流动的水平集和多孔介质耦合方法（LSPM）。采用该方法对有壁面退移的圆管通道流动问题进行了计算，对短内燃管形装药和复杂翼柱形装药发动机进行了模拟。研究结果表明：LSPM计算结果与动网格方法吻合较好，可以较好地处理有界面退移的加质流动问题；LSPM压力和燃面的计算结果与零维内弹道结果基本一致，可以准确计算装药燃面退移下的发动机瞬态内流场。

为研究装药尺寸对高氯酸铵（AP）/端羟基聚丁二烯（HTPB）底排药烤燃响应特性的影响，基于AP/HTPB两步分解反应机理，建立底排药柱烤燃计算模型。分别选取装药长度为72 mm 和内孔直径为 43 ~53 mm、内孔直径为43 mm和装药长度为72~90 mm的圆环柱状底排药，在1.0~ 10.0 K/min加热速率下对某底排装置的烤燃特性进行数值模拟。结果表明：在相同加热速率和装药长度条件下，随着装药内孔直径的增大，底排药的烤燃响应时间缩短；当装药内孔直径不变，装药长度增加至90 mm，底排药的烤燃响应时间明显缩短；装药尺寸的变化对底排药的烤燃响应位置的影响较小；在1.0~2.5 K/min中速烤燃条件下，随着内孔直径和装药长度分别增大，底排药的烤燃响应温度逐渐增大；在5.0~10.0 K/min快速烤燃条件下，装药尺寸的变化对底排药的烤燃响应温度的影响较小。

为了研究引信传爆管在烤燃作用下的热响应规律，设计了聚黑-14C（JH-14C）的小尺寸传爆管慢烤实验。对JH-14C进行差示扫描分析得到其热分解动力学参数，并结合引信传爆管的烤燃实验和数值模拟结果，确定了JH-14C的活化能与指前因子分别为2.04×10⁵ J/mol、5.59× 10¹⁷ s^-1.通过对4种不同升温速率下引信传爆管的烤燃过程进行数值计算，结果表明：烤燃装置点火时，传爆药柱先起爆，冲击波经管壳衰减后使导爆药柱发生爆炸；不同升温速率下，传爆药柱内部形成的点火位置不同；随着升温速率的增加，点火位置由传爆药柱中心向其边缘转移，但点火温度变化不大。

针对协同侦察数据级融合识别中通信量大的问题，利用压缩感知可用少量测量值表征完整信号的特点，提出了一种基于压缩感知的数据级融合识别方法。接收终端采用确定测量阵对侦察信号的Gabor时频特征进行压缩测量，通过传输少量的压缩测量值以减轻通信压力，融合中心根据多源测量数据间的相关特性，采取相关性融合规则直接对多源压缩测量数据进行融合，最后再计算融合压缩测量值在不同类信号字典下的重构误差，最小重构误差对应的信号类别即识别结果。分别对融合识别方法识别性能和相关性融合规则融合效果进行仿真分析，实验结果表明：所提方法在保证识别率的同时大幅减小了数据通信代价，在低信噪比时识别性能突出、抗噪声干扰性能好；相比于其他融合规则，基于测量向量相关性的融合规则可保留更为全面的信息。

弹载无源探测器由于自身高速运动，探测系统几何配置关系变化迅捷，卫星的选取直接影响系统探测能力，因此提出相应的卫星优选方法极为重要。针对该问题，以北斗卫星导航系统(BDS)卫星作为机会辐射源，给出了弹载无源探测器的分辨力要求；利用双站模糊函数和角分辨力公式推导出目标分辨力与探测系统几何配置间的定量关系；结合分辨力要求反推出对空间几何配置关系的约束条件，给出了相应的BDS卫星优选方法。仿真结果验证了该卫星优选方法的可行性和有效性。

在相干信号子空间法中确定聚焦矩阵时，对初始方向估计的偏差和聚焦频率选择的偏差都会影响最终的聚焦效果，甚至会使算法失效。针对这个缺陷，提出了一种双重优化的宽带聚焦波束形成算法。该算法利用稳健Capon波束形成算法对聚焦矩阵进行修正，使宽带信号通过修正的聚焦矩阵全部聚焦在最佳聚焦频率上，再对窄带数据利用2阶锥方法实现波束形成。计算机仿真以及湖试实验结果表明，该算法在保证波束恒定的前提下，在各个频率点都具有更低的旁瓣级。

欧拉法可以实现对磁偶极子源的精确定位。通过旋转合成可以得到包含在欧拉齐次方程中的磁梯度张量，在此基础上提出了一种转动单个矢量磁梯度计实现磁目标定位的方法。建立了磁梯度计旋转探测模型，分析了模型中转动角、倾角和基线长度等参数对磁目标定位精度的影响，为转动装置的参数设置提供了参考。研究结果表明，与7个磁传感器组成的阵列探测方法相比，该旋转探测方法在靠近磁目标的区域内具有更高的定位精度。

定量研究了细晶粒硬质合金刀具切削钛合金TC4过程中，不同切削参数对月牙洼磨损演变速率和磨损体积的影响。采用等高线图描绘不同切削参数下月牙洼的磨损形貌，求解月牙洼每一个磨损深度下等高线所围区域的面积，并阐述等高线所围区域面积随其磨损深度变化的关系。引入月牙洼磨损演变速率，用于表征月牙洼沿其磨损深度方向磨损的快慢程度，分析了切削参数对月牙洼磨损演变速率的影响规律。求解出不同切削参数下月牙洼的磨损体积，分析了切削速度、进给率和工件材料去除率对月牙洼磨损体积的影响规律。研究结果表明，切削速度是影响月牙洼磨损体积的主导因素。

步进应力加速退化试验已发展成高可靠、长寿命产品可靠性评估与剩余寿命估计的主要试验方法。为研究测量误差在基于步进应力加速退化试验方法剩余寿命估计中的影响，建立了基于Wiener过程的考虑个体差异和测量误差的退化模型。将Wiener过程的漂移系数随机化描述个体差异，在首达时间意义下得到了寿命分布的概率密度函数。基于极大似然估计法对模型中引入的未知参数进行估计。采用蒙特卡洛方法对激光器的性能退化进行了仿真研究。研究结果表明，考虑测量误差的退化模型的模型拟合性和剩余寿命估计精度都优于不考虑测量误差的方法，可以提高可靠性估计的精度与剩余寿命预测的准确性。

针对进攻作战中战损装备众多而抢修时间与抢修力量有限的矛盾，进行了进攻作战抢修任务动态调度研究。提出考虑非遍历的抢修任务多目标动态调度的现实军事问题，建立多目标规划数学模型，分析了非遍历、修理能力差异、待修装备优先级3个重要影响因素；根据所建模型的特点，设计了基于遗传算法的模型求解算法；运用Matlab软件进行了39辆待修装备、3个抢修组的动态调度示例仿真与分析。示例结果表明：通过实施机动伴随抢修和抢修任务动态调度，进攻作战部队能够获得约185 h的二次作战总时间，进而增强部队的持续作战能力，并大大减少决策工作量和决策时间、降低人为决策风险。

针对现有战时装备维修任务分配中考虑约束条件不足、脱离实际的问题，以指派问题为基础，建立装备维修任务分配模型。该模型是在时间限制和维修能力限制的约束条件下，综合考虑装备修理时间、机动时间和维修能力的变化等因素，以修竣装备的重要度之和最大为目标，进行维修任务分配的最优决策。同时设计一种两阶段启发式算法，运用遗传算法和邻域搜索方法进行模型求解。通过算例和对比分析，验证了该方法的合理性和有效性。

为了减小载体运动对于旋转惯性导航系统误差调制作用的影响，建立三轴旋转惯性导航系统在隔离载体运动条件下的控制模型。基于三轴框架结构定义合理的坐标系，分析载体运动在三轴框架中的传递过程，建立载体运动与周期性旋转惯性测量单元运动之间的数学解析关系。在此基础上，根据欧拉动力学方程，建立三轴框架运动与电机力矩、载体运动之间的动力学模型。联合载体运动传递过程和动力学模型，建立三轴旋转惯性导航系统在隔离载体运动条件下的控制模型，得到了载体运动过程中外环轴上的转动惯量随俯仰角而实时变化的解析形式。仿真和实际实验验证了理论分析结果，可为旋转控制算法设计提供理论参考。

提出了一种可以同时实现迈步行走、有动力轮式机动、无动力轮旱冰式滑行3种运动方式的轮腿混合四足军用机器人，它采用一种基于3-UPS机构的6自由度并联机械腿，对并联机械腿进行了动力学建模与驱动参数峰值预估。通过矢量回路法推导出机械腿的机构传递映射模型，并建立了机构的雅可比矩阵；采用非保守系统的拉格朗日方程建立了机械腿的动力学模型，得到了驱动参数与机械腿的运动函数之间的显式方程。通过机械腿的动力学模型，对6个伺服电机的驱动转速、力矩进行了峰值预估分析，计算出各伺服电机中的最大理论转速为19.7 r/s，最大理论力矩为71 mN·m. 通过一个具体的机械腿设计方案和结构参数算例，分析了机器人按照“1-2-3-4”循环步态迈步行走过程中，其6个伺服电机的瞬时转速、瞬时力矩随时间的变化规律曲线，并计算出此算例的伺服电机最大转速为15.3 r/s，最大力矩为48.1 mN·m，均小于预估模型中的预估理论极限峰值，通过计算得出算例的伺服电机选型预估功率为77 W，算例结果证明了所建立的驱动参数峰值预估模型的合理性。

为了解决机器人未知环境导航过程中的多源、异构传感器空间一致性观测问题，提出了基于动态和静态环境对象观测一致性约束的摄像机与激光测距传感器联合标定优化方法。利用协方差交集方法实现运动目标图像平面方向状态融合，同时采用卡尔曼滤波和概率数据关联滤波实现一对一和一对多信息源的静态角点特征图像平面方向状态融合；在此基础上，利用动态和静态物体融合前与融合后状态误差构造优化目标函数，并利用非线性优化方法实现标定参数优化。实验结果表明，该设计方法能够提高多传感器环境观测的一致性水平，验证了该方法的有效性。

当车辆在各种不同的路面上行驶时，获知路面类型信息将有助于提高乘车人的安全性和舒适性，不同的路面类型将对车辆的加速、制动及操控等驾驶策略产生影响。基于机器学习的基本原理，提出一种使用加速度传感器和相机特征数据融合对路面类型进行分类的方法，并与单独使用其中一种传感器进行了比较。使用垂直加速度和车速数据并利用车辆动态模型还原路面轮廓，进而完成特征提取和路面类型分类；对相机采集的路面图像数据进行特征提取和分类；将两类传感器的数据特征进行融合，完成路面类型识别任务。实验结果表明：使用两种传感器数据特征融合的方法，不但识别精度有所提高，而且其可靠性和适应性也都优于单独使用加速度数据或路面图像数据。

由于复杂装备运行工作环境恶劣，导致其轴承多重故障诊断的准确率不高，为此提出一种 基于线性判别分析(LDA)与反向传播(BP)神经网络协作下复杂装备轴承数据驱动的多重故障诊断方法。将无量纲指标作为轴承多重故障数据的反映指标，利用LDA对轴承多重故障的无量纲指标数据进行线性映射降维处理；通过拉格朗日极值法获得最佳投影向量，沿着该方向将轴承多重故障数据投影到类别最易区分的方向；将经投影处理后的样本作为BP神经网络的输入样本，通过训练测试网络，实现轴承多重故障的预测分类。对某型装备大型旋转机械机组进行仿真实验，验证了所提方法能够有效对轴承多重故障进行降维映射，并且能较好地实现多重故障分类诊断，具有良好的有效性和实用性。

为了实现0.6 m跨超声速风洞试验过程中模型可连续变滚转角，提升0.6 m量级风洞的试验效率和试验范围，研制了一种滚转机构。介绍了该滚转机构、中空内置力矩电机以及控制系统软硬件的设计，对涉及到的关键技术问题进行了分析和总结，给出了结论并进行了风洞试验验证。试验结果表明：分别采用滚转机构与常规测力中部支架作为模型的支撑机构时，试验数据重复性好；滚转机构控制精度高（滚转角≤±3′）；载荷、工程性、可靠性均满足风洞试验要求。