引信磁共振耦合无线装定系统位于圆筒形金属环境内工作时，装定线圈因金属环境影响会产生散射场阻抗，导致系统工作参数变化。针对该问题，建立了线圈散射场阻抗计算模型，通过实验研究了线圈等效参数随频率、间距、金属材料的变化规律。理论分析与实验结果表明：所建模型正确，理论计算结果与实验值较为吻合；金属物体的存在会引起装定线圈等效电阻值增大、电感值减小；铁磁性金属材料较非铁磁性金属材料所引起的线圈电阻值增加量更多，而电感值减少量则小些；利用所建模型计算出金属环境引起的散射场阻抗后，通过电路电容参数调整，可使装定系统重新回归共振状态。所建模型为金属环境影响下的引信无线装定系统线圈参数定量计算提供了理论参考。

为了分析高原环境下柴油机缸内热流分布变化规律，采用计算流体动力学方法对不同海拔高度条件下的柴油机燃烧过程进行了三维数值模拟研究。结果表明：考虑燃气向缸壁传热的燃烧过程计算时，壁面函数采用Han-Reitz模型可以得到满意结果；随着海拔高度升高，过量空气系数降低，滞燃期延长，着火推迟，燃烧恶化，爆压降低，燃烧温度升高；海拔高度越高，喷雾贯穿动量越大，壁面换热系数增长速度越快，在上止点后气体流动性对换热系数的影响所占比重增大，而进气流量对换热系数的影响比重降低，换热系数随着海拔高度升高而增大；在换热系数、壁面燃气温度和壁面油膜燃烧影响下，高海拔燃烧时壁面平均热流大幅度增大，海拔高度从1 000 m升高到4 500 m 后，缸盖和活塞瞬时平均热流最大值增幅分别达到30%和26%.

为了研究二冲程发动机新鲜充量短路现象、提高其换气质量，并深入了解二冲程发动机换气过程，以某对置活塞二冲程柴油机为研究对象，通过排气管中短路新鲜充量质量占比的改变来表征换气过程中新鲜充量的短路，研究了进排气压差、排气背压和气口参数等设计参数对于该柴油机在换气过程中短路问题的影响规律。结果表明：压差的增加会使新鲜充量出现大量短路的时刻提前，对于整个换气过程而言，在压差较大时缸内废气的清扫效果较好；排气背压的增加可以推后新鲜充量出现大量短路的时刻，降低缸内废气的清扫程度；进气口高度增加会提前新鲜充量出现大量短路的时刻，并改善换气过程；排气口高度的增加有助于缸内废气的清扫；进气口和排气口宽度的变化对短路现象影响都不是十分明显。

由于外场试验自然故障样本量不足、实验室试验评估结果优于装备测试性真实水平，装甲车辆定型阶段缺乏科学的测试性评估方法。从条件概率定义出发修正了测试性预测模型，研究得到了测试性评估结果与试验评价方式关系，提出了基于外场试验、实验室试验、分析评价的测试性综合试验方法，构建了试验结果可信度计算模型和按照可信度确定不同试验结果权重的测试性综合评估模型。案例应用结果表明：基于试验结果可信度的测试性综合评估方法既解决了外场试验样本量不充分问题，又提高了试验操作的可行性和评估结论的科学性，为装甲车辆测试性试验提供了方法支持。

为了研究高温下铜被甲弹头在膛内运动状况，通过高温拉伸试验得到枪管材料和弹头壳铜被甲材料的力学性能参数，建立了铜被甲弹头在全枪管中的挤进运动有限元模型。该模型考虑了枪管在重力作用下的预弯曲以及铜被甲材料在不同温度时的力学性能。通过数值模拟研究了弹头挤进过程以及弹头在膛内运动姿态，分析了铜被甲弹头在不同温度下的挤进阻力、材料流动及变形。计算结果表明，温度越高，弹头在膛内变形越大，前进阻力也越大，弹头头部铜被甲弯曲程度越厉害；对弹头运动姿态进行分析后发现，温度越高，弹头在膛内摆动角越大，说明了热枪状态下铜被甲弹头的射击精度会下降，射弹散布变大。

为精确计算高炮的毁歼概率，建立了弱相关射击误差状态方程，以严格的数学演绎推导了命中概率递推计算模型，即0-1毁伤率下的毁歼概率递推计算模型，并给出了有限取值的误差界。将算例结果和现有方法进行比较，表明包括国家军用标准GJBZ 20499—98在内的误差模型转换法均有明显偏差，此偏差对于多身管高炮尤为明显。

为了有效干扰伪码调相脉冲多普勒引信，提出了基于码元重构的干扰信号设计方法。采用3阶相关函数对伪随机码进行了盲估计，基于估计出的伪随机码重构了引信干扰信号，理论分析了该干扰信号对伪码调相脉冲多普勒引信的干扰效果。仿真和试验结果表明，基于码元重构的干扰方法能够对伪码调相脉冲多普勒引信产生欺骗式干扰效果，与传统干扰信号相比，码元重构干扰具有更高的干扰效率。

针对脉冲激光引信在高速动态试验时测距精度低的问题，建立了平面目标的脉冲激光回波模型。基于激光雷达方程并结合实际的发射波形与光强分布，利用解析方法推导了平面的回波信号功率方程。在充分考虑目标表面特性与结构尺寸基础上，仿真分析了不同参数对回波波形与信噪比的影响。对脉冲激光引信进行了回波试验，结果表明：实际回波波形与数值计算得到的回波波形保持一致，且峰值随着入射角的增大而衰减，峰值时刻前移。研究结果可为脉冲激光引信在高速动态条件下实现高精度测距提供理论参考依据。

针对传统扩展卡尔曼滤波算法无法消除量测噪声、导致二维弹道修正引信滚转角测量误差偏大问题，利用轴向陀螺的实测转速作为系统噪声补偿，提出一种基于双旋迫击炮弹平台的改进型Sage-Husa自适应卡尔曼滤波滚转角测量算法。相对于传统扩展卡尔曼滤波方法，新算法显著降低了滚转角测量误差，提高了滤波器对于弹道升弧段和降弧段滚转角新息改变的自适应性；以高精度三轴转台作为硬件实验验证平台，该算法始终能够保持较高的测量精度和自适应性。研究结果表明：改进后的Sage-Husa自适应卡尔曼滤波滚转角测量算法在仿真验证中的滚转角测量误差均值为0.26°、标准差为0.35°；硬件实验验证中的滚转角测量绝对误差不超过4.2°.

为了解决机载灵巧弹药微机电系统(MEMS)惯性导航传递对准时间过长、严重制约载机安全的问题，提出了MEMS陀螺零偏两点估计算法和弱可观测状态分离估计的快速传递对准算法。该方法基于对Kain等^［1］提出的速度+姿态匹配快速传递算法的可观测度分析，解决了陀螺零偏弱可观测状态的分离估计。采用系统噪声变分贝叶斯-卡尔曼滤波自适应算法处理快速传递对准算法中分离估计器参数对滤波器收敛的影响。仿真和靶场试验结果表明，在2.5 s内两点估计法估计准确度至少达到88%，对应的传递对准时间缩短到8 s.

易碎盖技术在箱式或筒式发射中具有明显的优势，其开启过程涉及冲击波传播及射流运动等复杂的物理现象。利用动网格技术，以固体火箭发动机为研究对象，研究了易碎后盖开启过程，得到了后盖开启过程中流场压强和温度分布，并对开盖过程中燃气射流流场情况进行了分析。结果表明：冲击波在发动机射流径向一定范围内有较高的超压峰值，会对发射装置和周边设备产生破坏作用；后盖运动对燃气射流流动产生了影响，表现为燃气射流随着后盖向下运动而向下方传播的同时，由于受到后盖的阻挡发生反射回流现象；运动过程燃气流冲击作用逐渐变小，除核心区外后盖上的温度和压强也逐渐变小；后盖运动的仿真实验结果与实际试验数据一致，获得了较好相似性。

拉瓦尔喷管喉径尺寸要求严格，现有成熟的深孔测量方法无法直接应用于拉瓦尔喷管喉部区域当量直径测量。在分析拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量的孔口流动模型基础上，提出了基于芯型测头塞规法的拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量方法，分析了芯型测头塞规尺寸与孔口流动模型及其相对灵敏度的关系。优选了短孔模型作为拉瓦尔喷管喉部区域当量直径液力测量的基本模型，确定了当量直径液力测量参数，研制了当量直径液力测量原型装置。在该装置上进行了测量试验，分析了芯型测头塞规直径和测量压差对喉部区域过流流量的影响。最终的重复性试验结果表明，该方法的测量重复性误差为±0.001 8 mm，能够满足拉瓦尔喷管喉部区域当量直径测量需要。

在规模一定的总线胚胎电子系统中，电子细胞数目将直接影响电子系统的硬件消耗与可靠性。针对电子细胞数目选择缺乏定量分析方法的现状，提出了一种基于整数非线性规划的电子系统内电子细胞数目优选方法。基于n/k系统可靠性理论，建立了电子系统的可靠性分析模型。以系统消耗的MOS场效应管数目为衡量指标，建立了电子系统的硬件消耗分析模型。通过分析系统可靠性和硬件消耗，将电子系统内电子细胞数目优选问题转化为求解整数非线性规划问题，并基于遗传算法实现了胚胎电子系统细胞数目的优选。仿真实验及分析结果表明，该方法能够较好地解决系统中电子细胞数目优选问题。

为研究仿生复眼系统的图像拼接以及目标定位技术，使用三维设计制图软件SolidWorks对9个光学透镜组成的仿生复眼系统镜头支架进行设计；使用尺度不变特征变换算法对特征点进行提取，通过采用欧氏距离法和随机抽样一致性算法对特征点对进行筛选；采用加权平均法对图像进行融合；根据子眼镜头之间相互交叠的信息，选用了双目测距原理对空间目标进行三维定位。搭建了一套视场角为74.3°的视觉系统，得到了一副大视场的仿生复眼拼接图像，对空间4个不同位置的目标进行了定位，证明此仿生复眼系统能够获取大视场的拼接图像，能够对空间目标进行定位。

为研究微气泡与聚合物对水下航行体减阻特性影响，采用微孔材料并基于高速摄像系统和测力系统，针对微气泡与聚合物共同作用下水下航行体减阻特性开展水洞试验研究。基于高速摄像系统对比分析了不同速度和通气量下微气泡流形态变化规律；基于测力系统对比分析了微气泡和聚合物共同作用下航行体减阻特性变化规律。试验结果表明：采用微孔材料的航行体微气泡流均匀分布在航行体表面，模型尾部微气泡流上漂现象较为明显，且上漂的微气泡始终为离散形态；对于未通气状态下的聚合物减阻，在相同来流速度下，减阻效果随着聚合物浓度增加而增大，但存在聚合物饱和效应，且饱和聚合物浓度值随着来流速度增加而减小；聚合物和微气泡联合减阻效率大于单独一种减阻方式；在来流速度较小时，聚合物溶液减阻率随着通气量增加而逐渐增大，但随着聚合物溶液浓度增加，微气泡减阻率差异逐渐减小并最终趋于一致。

为探究带圆盘空化器的超空泡航行器倾斜入水过程冲击载荷特性，开展了20°入水角条件下的试验研究。超空泡航行器由空气炮加速获得入水初速度，采用内置惯性测量单元记录载荷变化，试验完成后提取数据进行分析；试验设定了典型入水工况，分析了航行器入水冲击过程轴向载荷的变化特性，进行了入水速度和空化器面积对入水冲击载荷影响的系列试验，分析了各参数下的冲击载荷特性。研究结果表明：航行器入水冲击载荷峰值时刻侵彻距离为空化器直径的1.89倍， 阻力系数为稳定航行阶段的1.33倍；在所研究的范围内入水速度和空化器面积对阻力系数峰值无影响。

为研究水射流的噪声特性，设计并构建了水射流与辐射噪声测试试验系统。评估了消声水池的自由场性能，基于试验系统测量了消声水池中的水射流噪声特性。试验数据分析表明，在消声水池中开展的50 mm口径水射流试验，能较准确地获得射流速度小于20 m/s时的水射流辐射噪声声源级及其谱分布；获取的水射流噪声辐射声功率整体符合与射流速度8次方呈正比的变化规律，射流速度低于20 m/s时的水射流辐射噪声主要由射流中的湍流运动产生。

为了得到更可靠的水下航行器环肋复合材料耐压壳结构，考虑复合材料各向异性和加工不可控性对结构性能影响，将6σ设计理论引入环肋复合材料耐压壳优化设计中。应用蒙特卡洛抽样模拟方法对耐压壳结构进行可靠性分析，借助径向基函数神经网络近似模型技术，以σ水平为评价指标对环肋复合材料耐压壳结构进行考虑可靠性的优化设计。结果表明，虽然6σ优化相比确定性优化结果增加3.11 kg质量，但将耐压壳结构性能约束的σ水平提高到了8σ以上，可靠度达到100%，得到了兼顾结构质量和可靠性的最优方案。可见所提基于径向基函数神经网络近似模型技术的6σ设计与可靠性评估相结合优化方法，可以准确、高效、可靠地对水下航行器环肋复合材料耐压壳进行优化，合理解决随机因素变化导致结构可靠性不高的问题。

时序关系是激光角度欺骗干扰半实物仿真实验系统模拟的重要环节，为了精确设置角度欺骗干扰超前时间，需要对系统的时间延迟特性进行研究。在介绍激光角度欺骗半实物仿真实验系统和干扰原理基础上，分析了系统时间延迟的主要来源，对各单体设备的时间延迟量进行了测量；基于测量数据建立了系统时间延迟模型，通过典型工况下激光角度欺骗干扰半实物仿真实验系统时间延迟特性测量，对模型进行了校验。测量结果表明：系统的延时时间峰值为230 ns，与模型仿真结果相吻合。

为研究铝粉/橡胶复合材料的力学性能与本构模型，利用WGD-1型万能材料试验机及分离式Hopkinson压杆进行了准静态和动态压缩试验。获得了试件在准静态下与1 400 s^-1～2 800 s^-1应变率范围内的应力-应变曲线；建立了描述试件材料一维动态、静态压缩力学行为的率相关本构模型；采用扫描电子显微镜观察了铝粉颗粒在橡胶基体中的分布情况。试验结果表明：不同配比的试件在准静态加载下硬化形式不同，铝粉质量含量60%的试件中铝粉颗粒在压缩后期出现破碎现象且最终被压溃；动态加载下，试件应变率效应明显，流动应力比准静态条件下显著增加，铝粉质量含量60%的试件增加尤为明显。

非共轴螺旋后刀面微钻相比普通平面后刀面微钻，在刀具刃磨效率及其钻削性能方面具有显著优势。微钻几何结构微小改变将引起钻削性能的重大变化。建立非共轴螺旋后刀面和螺旋槽的数学模型，计算不同几何结构参数下微钻的切削刃形状、前角和未变形切屑厚度，同时建立不锈钢微孔钻削有限元仿真模型，分析螺旋角、钻芯厚度与锋角对钻削力、温度与切屑形态的影响规律，对非共轴螺旋后刀面微钻几何结构进行优化。仿真结果表明：随着锋角增大，轴向力增大，扭矩和温度降低；随着螺旋角增大，钻削力和钻削温度降低，但是当螺旋角增大到40°时，切屑为带状切屑，切屑易阻塞，容易引起刀具折断；随着钻芯厚度增大，钻削力和钻削温度同时增大，切屑宽度减小。结合不锈钢微细钻削过程中钻削力、钻削温度和切屑形态的变化规律，提出优化的微钻几何结构参数。基于六轴数控工具磨床以及所建立的数学模型，磨制出非共轴螺旋后刀面微钻。测量结果表明，其几何参数与设计值基本一致。钻削试验结果表明，该几何结构参数的微钻具有良好钻削性能。

为提升大直径回转件在旋转状态下的圆度测量精度,在分析3个测点的角度布置对精度影响基础上建立优化模型，提出了基于粒子群及遗传混合算法的三测点角度优化策略。结合外轮廓测量模型及圆度提取技术,分析传感器布置角度对圆度提取精度的影响，建立以误差传递系数为基础的测点位置优化函数；利用粒子群优化与遗传互补产生新粒子种群的混合算法，获取给定谐波级次下三传感器的周向角度值；计算给定谐波级次（160、240、480）下测点的周向布置角度，并对比测点角度优化前后的误差传递系数值，分别用虚拟工件及现场实物完成了测点角度与圆度提取精度的测试实验。结果表明：测点角度优化后的误差传递系数值小于其他布置状态，所提取圆度更接近于其真实圆度值，精度约0.010 mm；该三测点角度优化策略提升了回转件圆度信息的测量精度，为大直径回转件的高精度制作提供了有效检测手段。

以复杂串联和并联系统任务为研究对象，建立了序贯任务条件下系统状态随机劣化过程模型。以最小维修、不完全维修和换件维修作为部件维修策略，在有限维修时间约束下，以当期系统任务可靠度最大化为目标，建立选择性维修决策模型以及相应的决策优化求解算法。案例分析表明：同时考虑役龄回退和风险修正的不完全维修模型能够更准确地描述系统可靠度；不完全维修策略可以在有限维修时间约束下，为复杂系统的选择性维修决策提供更大解空间，有助于相对提高系统可靠度。

针对自然环境中的二级风（1.6~3.3 m/s）和三级风（3.4~5.4 m/s）,对悬停状态的共轴双旋翼进行水平和竖直来流的抗风扰气动性能测试。在建立自然来流影响下的桨叶速度分布模型基础上，采用低速风洞模拟自然环境对共轴双旋翼进行了来流吹风试验。采用滑移网格方法计算旋翼流场，捕捉自然来流环境中流场内部的气动干扰现象，主要包括桨尖压强分布、流线分布和桨尖速度矢量。研究结果表明：所建立的模拟方法能够准确反映自然来流对共轴双旋翼流场气动特性影响；相比无来流状态，受竖直来流影响的共轴旋翼性能下降，而水平来流环境中的共轴旋翼具有较好的抗风扰性能，旋翼性能随着水平来流速度的增大而大幅度提高。

柔顺控制是共融机器人研究的重点。针对级联式气动肌肉肘关节动力学模型，建立了以滑模位置控制为内环、触力导纳控制为外环的控制结构；设计了带干扰观测器的滑模控制器（SMCDO），证明SMCDO算法的收敛性；将环境等效为弹簧模型，设计了外环导纳控制器，并给出控制律。搭建实物测试平台，分别开展阈值力、力安全阈值测试以及碰撞测试，并分析了刚度系数对修正轨迹和接触力的影响。实验结果表明：关节柔顺性与刚度系数相关；SMCDO内环导纳控制精度优于无干扰观测器的滑模控制器内环导纳控制；所设计的控制算法稳定且有效。

为解决高速重载车辆渐开线直齿轮功率密度低和振动载荷大问题，开展轮辐刚度和齿廓修形对齿轮动载荷影响规律研究。考虑轮辐刚度、齿廓修形和齿轮实际运动状态，结合解析法建立了齿轮啮合刚度模型，将该模型与10自由度横-扭-摆耦合非线性动力学模型进行耦合计算。结果表明：随着转速增加，齿轮动载荷均呈驼峰状变化，多数转速下薄壁轮缘齿轮动载荷较大，其中，动态啮合力第2阶和第6阶啮频对应的幅值明显增加；随着转矩增加，齿轮动载荷总体均呈抛物线减小，但薄壁轮缘齿轮存在局部峰值；随着修形量增加，齿轮动载荷均呈U形变化；存在最优修形量使动载荷达到最小，当修形量超过最优值时薄壁轮缘齿轮动载荷变化平缓；当修形量超过某临界值时修形齿轮动载荷大于无修形齿轮，且薄壁轮缘齿轮临界修形量较大；短修形齿轮动载荷总体均呈U形变化，长修形齿轮动载荷急剧减小，说明长修形可更有效地减弱齿轮振动。