为有效拦截摧毁来袭大壁厚高速运动的导弹和钻地弹，提出了一种采用破甲战斗部的攻击模式。基于虚拟源点理论并采用微元法，将射流微元与厚壁移动靶板的相互作用过程分为两个阶段： 第一阶段，射流微元在侵彻过程中不受靶板侧向力干扰，分析了该过程侵彻深度和孔径的变化规律；第二阶段，射流在侵彻过程中受到靶板的侧向干扰，建立了射流受干扰时的横向漂移速度及受干扰射流的侵彻深度等理论模型。为验证理论模型的正确性，设计了一种40 mm口径聚能装药，通过有限元软件LS-DYNA分析了聚能射流垂直侵彻不同移动速度靶板（0~600 m/s）的侵彻深度及孔径变化规律，同时结合Marmor等^\[17\]的试验数据，与所建理论模型计算结果进行对比。结果表明：破甲战斗部是对付高速运动厚壁战斗部的有效手段，所建理论模型可精确地计算出射流微元在各个阶段的运动状态，从而获得总侵彻深度随靶板运动速度变化的规律；靶板运动速度越高，无干扰侵彻阶段经历时间越短，射流受干扰程度越明显，破甲深度与扩孔孔径也越小。

排气温度传感器作为柴油机排放控制和状态监测的重要部件，广泛应用于柴油机电子控制领域。为满足二级增压中低压级涡轮后排气温度传感器在线故障诊断与容错控制的需要，以某特定型号发动机为例，建立排气温度动态模型来反映缸内燃烧状况，利用空燃比、转速和海拔高度对排气温度因子进行虚拟标定；构建包含1阶滞后环节的排气温度在线观测器，并针对典型工况对观测器有效性进行稳态和动态验证。研究结果表明：基于排气温度动态模型的在线观测器可实现涡后排气温度的在线估计，稳态精度达到±3%以内，动态精度达到±8%以内，响应时间小于3 s；所 构建在线观测器具有良好的计算精度和动态响应性能。

针对越野环境下混合动力履带车辆能量管理问题，设计了一种基于越野工况预测的能量管理策略。使用车载传感器测量车速、车辆姿态角，基于支持向量机进行路况分类，建立越野路况识别模型；针对不同的越野路况，基于马尔可夫链利用历史行驶车速和加速度建立速度预测模型；以某混合动力履带装甲车辆为对象，设计模型预测控制策略进行能量管理控制。研究结果表明，所提出的能量管理策略能够完成越野环境下履带车辆能量管理控制目标，有利于改善混合动力履带车辆性能。

为了有效减小车辆在水中的形状阻力，需要将轮式两栖车的轮子提升到水线以上。针对该需求提出了一种水陆两栖车可收放悬架方案。对两栖车收放悬架进行运动学分析，得到了其运动规律；制定了悬架参数优化策略，以提高悬架在水中的收放高度，改善陆地的行驶特性；在多体动力学软件ADAMS/Insight中设计了参数优化实验，通过分析参数灵敏度确定优化变量，根据所选的优化变量，分别以行走机构收放高度、翻转角度、外倾角以及主销内倾角等参数为优化目标进行优化设计。研究结果表明，车辆行走机构收放过程和运动学特性的优化效果明显，在保障陆上性能的同时大幅减小了水上航行阻力。

二维弹道修正引信实现弹道修正的前提是对头部翼面部分转速进行控制。基于155 mm 固定翼双旋弹二维弹道修正引信平台，分别对双旋环境下弹体和翼面的转速特性进行了分析。建立翼面作用下双旋弹丸运动模型，采用计算流体力学软件对二维弹道修正引信进行数值模拟，计算得到了翼面各项气动力参数；通过对二维弹道修正滚转通道动力学方程展开分析，以弹丸和头部翼面部分转动惯量为基础，综合分析了翼面转动惯量、摩擦力矩、翼面滚转阻尼力矩和翼面导转力矩对全弹道转速、落点、横向偏差、攻角的影响；在转速控制基础上对155 mm 固定翼二维弹道修正引信修正能力进行了评估。研究结果表明：二维弹道修正引信导转翼面角度取5.0°~5.5°、修正翼面角度取8°~9°时可以满足控制所需的平衡转速和修正能力要求；双旋转速仿真结果可以反映弹道修正引信、精确制导组件等双旋弹丸的转速特性，为此类双旋弹丸翼面部分设计提供了理论依据。

为开发抗静电能力强、制作工艺简单的新型火工品，利用碳纤维独特形状及特殊电热转换特性，将其分别与叠氮化铅（LA）、斯蒂芬酸铅（LS）和叠氮肼镍（NHA）混合制备了碳基含能复合起爆药（CEC），并用于陶瓷塞火工品和M100独脚电雷管。通过改变碳纤维含量，研究了CEC火工品发火性能及静电感度等性能。发火特性及安全性实验结果表明：当碳纤维添加量为30%时，火工品发火电压最低，3种火工品50%发火电压由低到高依次为NHA-CEC火工品（14.1 V）、LS-CEC火工品（17.6 V）和LA-CEC火工品（27.8 V），安全电流分别为280 mA、250 mA和180 mA，其对应的脚-脚间50%发火静电电压分别为28.9 kV、27.3 kV和30 kV，脚-壳间抗静电能力大于25 kV. 高速摄影和雷管铅板实验结果表明：3种火工品均具有可靠的点火能力，其中LA-CEC和NHA-CEC能可靠起爆黑索今炸药并将铅板炸穿。相比于桥丝火工品和半导体桥火工品，该碳基含能复合物装配的无桥火工品具有抗静电能力好、制备方法简便、成本低廉的优点。

为研究活性合金材料的冲击释能行为，采用弹道枪驱动一种高强度、高密度的钨锆铪活性合金破片，使其以不同着速撞击Q235钢靶，通过观察靶板穿孔模式和靶后冲击释能火光区的高速摄影图像，提出合金类破片冲击释能的3阶段模型，即冲击激活阶段、自蔓延释能阶段、自激活阶段。结合应力波、热应力理论和冲击温升方程，获得该破片能量的激活门限、能量完全释放的临界条件、释能火光区的最大尺寸及其靶后有效毁伤距离。研究结果表明：钨锆铪活性合金破片不仅具有类似惰性破片的动能毁伤能力，而且在穿靶前活性能耗极小，活性能量在穿靶后毫秒量级内完全释放；破片活性能量被完全激活前，释能火光区的最大毁伤容积和有效毁伤距离分别随破片着速的提高呈指数和线性增长趋势。

氟橡胶包覆改性纳米铝粉是近年来含能材料领域的研究热点。为了获得包覆层对纳米铝粉性能的影响规律，将电爆法制备的铝粉包覆5%、10%、15%3种不同含量的氟橡胶，并引入钝化纳米铝粉进行对比研究。利用扫描电镜、透射电镜、物理吸附分析仪、X射线光电子能谱仪及同步热分析仪表征改性前后纳米铝粉的表观形貌、包覆层厚度、比表面积、表面元素价态以及热响应行为，测定活性铝含量和燃烧热。结果表明：改性纳米铝粉形貌规整、粒径分布均匀，比表面积略高于钝化纳米铝粉；氟橡胶包覆层通过化学键吸附在铝粉表面，增强了纳米铝粉的热稳定性，阻止了纳米铝粉的进一步氧化，使其活性铝含量高于自然失活的纳米铝粉，最高达到85.85%；受氟橡胶包覆层的影响，改性纳米铝粉的燃烧热高于钝化纳米铝粉。

为优化激光捷联惯性导航在卧式三轴转台上的系统级标定方案，设计了卧式三轴转台外环轴整周旋转对惯性测量单元（IMU）误差参数的激励方法。基于捷联惯性导航的误差方程，阐述了速度误差与IMU误差参数间的关系，从而建立IMU系统级标定模型。该模型具有加速度计误差参数仅反应在观测量北向分量、陀螺误差参数仅反应在观测量东向分量的特点，消除了加速度计和陀螺误差参数标定误差的相互影响。根据准D最优准则，设计了正二十面体12点计划的双轴位置单轴速率翻滚法，利用最小二乘法辨识出IMU的24项误差参数。通过给加速度计和陀螺加入不同测量噪声，对IMU标定模型进行仿真，结果表明该方法可抑制加速度计和陀螺的测量噪声对标定结果的影响。

星间链路是现代卫星导航系统的主要技术特征之一。针对星间链路条件下卫星导航系统业务数据传输规划调度问题，设计了一种规划调度数学模型，并在此基础上提出了启发式规划调度方法。基于北斗三号卫星导航系统的场景设置，对该方法进行了仿真验证。仿真结果表明：启发式规划调度方法能在北京、新疆和海南3个地面站组成的区域监测网条件下成功实现卫星导航系统30颗卫星的业务数据传输规划调度，调度结果满足卫星导航系统任务需求；各任务周期内平均需要地面站天线15.375个，且绝大部分地面站资源利用率超过70%.

为了探索拉拔成型无氧铜管是否满足标准圆筒试验的延展性要求，采用未经二次锻造的粗晶软态无氧铜，通过拉拔成型工艺加工成25 mm圆筒试验用的标准铜管。采用超高速分幅相机及扫描相机分别观测装填TNT炸药及JO-159炸药条件下的铜管膨胀及断裂过程，对比典型高应变率范围内铜管的断裂应变、裂纹扩展方向等差异，并分析铜管应变能对炸药驱动性能表征参数的影响。结果表明：TNT炸药爆轰加载下，铜管裂纹主要沿母线形成及扩展，其破片主要呈条状；而JO-159炸药爆轰加载下，铜管环向应变率及轴向应变率分别约为TNT炸药加载工况的1.34倍和2倍， 其断裂带易出现较为复杂的交错状态，形成密集小破片；这两种炸药爆轰下，该铜管的断裂直径均达到了初始直径的3倍，且表征炸药驱动性能的格尼速度未发生明显变化，因此可以满足一般高能炸药圆筒试验的要求。

长波红外光谱成像技术在矿物探测、危险化学品识别等方面有广阔应用前景。针对长波干涉光谱成像技术的小型化及多平台应用需求，分析了两反射面Sagnac型、三反射面Sagnac型、静态Michelson干涉型、摆臂式Michelson干涉型和变间隙法布里-珀罗（F-P）干涉型5种常用的干涉型光谱成像仪方案，从体积、稳定性、装调精度要求和光学系统复杂度等方面比较了各方案的优缺点，研制了变间隙F-P光谱成像仪原理样机。采用重排、切趾、傅里叶变换、光谱辐射标定等处理方法准确反演出目标的光谱，并使用该原理样机对甲基磷酸二甲脂化学品进行了探测试验，其测试结果与高精度MR170光谱仪测试结果一致。

在敌我双方对抗中，持续性电磁冲突和干扰可能导致用频装备效能下降甚至瘫痪，如何在电磁干扰环境下实现快速响应并精确配置元器件参数，已成为打赢现代化战争的关键能力之一。针对战场电磁干扰具有不确定、动态、多维等特点, 在指标属性权重和时序权重未知的决策环境下，提出一种基于灰色靶心决策理论的自适应动态指标配置方法。以靶心度为衡量标准，纵向给出多时序区间的自适应灰靶决策模型，横向给出采集区间时序的自适应调整方法，以实现对策指标自适应调整和确定。结合战场电磁干扰类型及原理，构建了自适应动态指标配置模型。仿真实验结果表明，与标准算法对比，该改进算法具有可行性与精确性，可为决策者科学合理配置装备指标参数提供参考。

针对传统光谱偏振成像系统存在的结构复杂或有运动部件等问题，提出一种基于双Wollaston棱镜的静态光谱偏振成像系统结构。根据Stokes光谱调制理论，并利用双Wollaston棱镜的偏振特性与分光原理，设计了含有双Wollaston棱镜的静态光谱偏振成像系统。系统前置望远系统采用像方远心设计，后置偏振光谱分光系统采用物方远心设计，以实现光瞳匹配；整体结构均选用球面镜，且无运动部件，可同时获取目标的光谱和偏振信息，系统工作波段为450~ 900 nm，焦距为275 mm，口径为90 mm，视场角为2.35°. 分析结果表明：系统全视场调制传递函数在奈奎斯特频率90 lp/mm处优于0.55，成像质量接近衍射极限，满足成像需求。

为满足军事以及航天等领域对于复合探测的需求，提出了一种可在极微弱光条件下实现复合探测的探测机制。从微通道板光电倍增理论模型的角度介绍了新型器件的工作原理，并分析了复合波导阳极的透射阳极对真空倍增系统造成的约束条件；通过光学传递函数分析方法研究了复合波导阳极的器件特性；基于验证复合波导阳极的相关参数证明了方案的可行性。在复合阳极得到验证的基础上，为改善复合探测性能又提出了一种复合波导栅极，对分流用隔离膜的选择进行了研究，对电子轨迹进行了建模模拟。在真空炉中进行了该新型器件的验证性实验。结果表明：该器件在一束信号光入射情况下能够提取两路信号；相对于复合阳极，利用光学调制的复合栅极器件分辨力提高了1倍。

为提高大规模多机器人巡检系统的工作效率，提出了改进的协同蚁群优化算法。该算法为每个巡检机器人设定一个路线优化蚁群，采用共享禁忌表的方式实现不同蚁群之间的信息共享，不同蚁群中的人工蚁采用代价竞争机制进行巡检节点选择，完成路线协同优化。协同蚁群优化算法能够根据巡检节点的分布完成巡检区域的分割与路线优化，提高了巡检区域划分的合理性。仿真实验结果表明，与基于地图分割的优化算法相比，协同蚁群优化算法能够根据巡检任务对巡检区域进行均衡划分，提高了巡检机器人的利用率，减少了整体巡检量，巡检效率得到了显著提升。

寻找一组宽带正交发射信号集对多输入多输出（MIMO）声纳探测至关重要，信号集的正交性能好坏直接影响着MIMO声纳的探测效能。按照Costas序列编码的跳频信号具有近似理想的自模糊函数，但同一有限域构造的不同Costas跳频信号间并不总具有理想的正交性。基于有限域理论提出了一种本原元的搜索方法，利用安全素数的本原元设计了一组正交性最优的MIMO声纳正交发射信号集。仿真结果表明，对于1 000以内的素数，基于安全素数的有限域构造的正交跳频信号集不仅具有最优的正交性，还能取得最大的信号集大小。

目前水下目标运动分析（TMA）基本上以目标作匀速运动为前提进行研究，而少有以目标做匀加速运动为前提的TMA解算研究。提出一种在观测平台不机动时求解匀加速直线运动目标参数的内点-Levenberg-Marquard解算方法，并结合多普勒效应双模型与解算方法，提出一种参数搜索优化方法，使得求解参数的过程快速收敛。仿真结果表明，所提解算方法能够有效地求解匀加速直线运动目标的运动参数，并且降低了对本艇机动的依赖程度。

现有的伪装效果评估主要针对静止的单幅图像，不能很好地模拟侦察人员对目标的判读过程。结合Mean shift目标跟踪技术，提出一种基于特征统计的动态伪装效果评估方法。该方法通过统计目标与背景8联通域的相关性特征数据，建立归一化联合高斯分布，利用概率密度的分布范围评估目标伪装效果。计算联合分布的概率密度时，提出对数放大概率，解决了高维联合分布概率密度数值敏感度低、不便于阈值设定的问题。引入样本更新策略，使样本库按照一定的概率随机更新，从而较好地适应了由于季节交替等因素引起的背景大范围变化。实验过程分别对某一指挥车实施1级伪装、2级伪装和3级伪装。采集数据后计算其对数放大概率并对曲线作出统计，结果表明：实际中划分的3种伪装状态与依据3σ准则预先设定的3种伪装状态完全对应；该模型能够有效反映出目标的伪装效果。

目前四立柱式低压铸造机操作空间狭小，对于需要多开模、下砂芯的腔室类铸件存在诸多不便。为此，设计了一款主副悬臂同步摆转、工作台以上空间可完全开放的悬臂式低压铸造机。运用流体力学相关知识，分别求得铸造机在充型阶段、保压阶段、铸件卸载阶段主悬臂所受作用力，其中向上最大冲击力为35 302 N、最大重力为4 606 N. 根据铸造机浇注时上模与侧模之间允许最大间隙，设计主悬臂采用长度为1 200 mm、外径为270 mm、内径为235 mm的Q235A空心圆钢。运用有限元法对悬臂结构进行仿真分析，结果显示悬臂上模油缸处最大变形量为1.8 mm. 对所设计悬臂式低压铸造机进行样机制作和现场试验，其所生产的铸件满足军工产品的性能要求。当铸造机进入保压阶段时，上模和侧模之间的距离为1.92 mm，在允许的安全间隙之内。

战时条件下，仓库或运输载体受到敌方蓄意攻击而丧失全部或部分储存和运输能力，造成备件供应中断。而供应网络的中断风险很难预测且动态变化，为不确定性参数。为解决不确定中断风险下的备件供应问题，以备件供应成本最低、供应延迟时间最短为目标，构建了战时备件供应的多目标选址-分配联合优化模型。通过对多面体不确定集合的鲁棒等价变化，建立相应的鲁棒优化模型。采用元启发式算法对模型进行求解，得到了模型的非支配解集及其对应的供应方案。研究结果表明：通过对关键设施的加固防护，可以提高备件供应网络的效率和可靠性；鲁棒优化模型的最优解可以保证战时备件供应“最差情况下”解的可行性，即模型具有很好的鲁棒性。

针对联合火力打击背景下弹药需求预测难的问题，基于武器装备对抗的损失交换比确定不同装备打击不同目标的有效战斗力指数，将有效战斗力指数大小作为衡量敌方目标对我方装备威胁度高低的评判标准，为弹药需求预测提供基本依据。按照对敌最大毁伤原则，建立以最大综合战斗力指数为目标函数的联合火力打击弹药需求预测模型。根据弹药需求量的影响因素设定多种约束条件，结合作战实际及战场态势对约束条件进行随机组合，并运用智能优化算法求解模型。结果表明：该方法合理有效、可操作性强，符合联合火力打击特点，实现了装备-弹药-目标最优编组模式下的弹药需求预测，为未来高技术战争的弹药需求预测开拓了新思路。

压缩感知-正交匹配追踪（CS-OMP）算法将声源定位问题转化为信号稀疏重构问题，能比传统定位算法获得更高的定位性能。但是CS-OMP算法在定位中没有考虑多个信号的相关性。将分布式压缩感知（DCS）理论引入麦克风阵列的声源定位中，考虑信号之间具有的共同稀疏性，利用分布式压缩感知-同步正交匹配追踪（DCS-SOMP）算法对信号进行联合重构，获取稀疏位置并对声源实现定位。仿真和实验结果表明，与传统定位算法和CS-OMP算法相比，DCS-SOMP算法在低信噪比环境下具有更好的定位性能和鲁棒性。

针对具有不确定干扰和建模误差的多关节机械臂轨迹跟踪控制问题，基于自适应鲁棒控制算法提出事件驱动跟踪控制器。通过自适应鲁棒控制保证多关节机械臂轨迹跟踪精度，处理不确定干扰和建模误差带来的不确定性影响。利用事件驱动控制框架，以当前跟踪误差和期望状态等变量作为输入定义事件驱动系统的变量。根据Lyapunov稳定性理论获得了驱动条件，且证明了无Zeno现象发生，使系统在满足驱动条件时更新控制指令，从而减少系统能耗与通信频率，提高系统的可靠性，保证多关节机械臂跟踪控制系统半全局最终一致有界。通过仿真验证了理论结果的有效性。

在无线通信环境中，无线射频信号易受到干扰，强度波动较为明显。为定量描述和分析目标位置与无线信号强度之间复杂、多变的关系，更加精准地估计目标位置，提出了基于极限学习机（ELM）模型的粒子滤波（PF）无设备定位算法。该算法包括ELM模型构建（离线阶段）和目标位置估计（在线阶段）。在ELM模型构建阶段，建立目标在不同位置与链路（发射节点与接收节点之间的通信链路）信号强度变化的离线数据库，利用ELM构建目标位置与无线射频信号强度的映射关系。在目标位置估计阶段，通过映射关系结合PF实现目标位置的跟踪。实验结果表明，所提算法不仅有效地解决了目标位置与无线射频信号强度的映射关系，而且比高斯过程模型-PF、支持向量机-PF等现有算法显著提高了目标跟踪精度。

超声振动加工能明显降低切削力及切削热、减小刀具磨损、提高加工效率，广泛应用于加工硬、脆等难加工材料。为避免刀具负载对谐振频率的影响，利用局部共振理论将振动系统分为变幅杆和工具杆两个子系统分别进行设计。由子系统连接处的输入总阻抗为0进而推导了复杂声学系统的频率方程，计算出振动系统尺寸。计算结果表明：模态分析及实际测量结果与理论偏差小于3%，满足设计要求，验证了局部共振理论设计的合理性；采用该方法设计的声学系统不受刀具本身负载影响，且在加工时力的波动较小，在一定程度上提高了系统稳定性，表明局部共振系统具有良好的加工效果。

武器装备可靠性试验会产生单元试验数据和系统试验数据，在定型阶段目前通常的可靠性评估方法只是统计系统试验时间，并不考虑单元试验时间，单元故障数要么直接统计进最后的故障数据中（严苛但不严谨的方法），要么舍弃（浪费信息的方法）。为科学利用单元试验数据，基于指数型串联系统可靠性模型，引入定时截尾试验方案下失效率的近似Fiducial概率密度，将单元可靠性试验产生的故障数和试验时间折合到系统可靠性意义下的等效故障数和试验时间。分析结果表明：利用单元试验数据可补充系统试验数据的不足,减少试验消耗，提高可靠性评估精度;定时截尾和定数截尾二者利用单元试验数据的公式是有差异的，在定时截尾下仍然套用定数截尾的单元数据折合公式是值得商榷的。