为研究气囊展开对水下航行体充气上浮过程中的姿态变化以及运动轨迹的影响，提出一种多学科协同仿真方法。建立水下气囊的展开动力学模型，基于控制体积算法获得气囊充气展开过程的体积膨胀率曲线；在保持气囊体积膨胀率等效的条件下，建立可以同时耦合航行体6自由度刚体运动和气囊局部变形的水动力模型，并基于Navier-Stokes方程进行计算。通过仿真计算，得到水下航行体充气上浮的精细化过程，并获得水下航行体上浮时合力分量的时间历程曲线和姿态变化数据。结果表明：气囊的增浮作用能有效实现航行体的上浮回收；在上浮过程中，由于漩涡结构的不对称性使得航行体受到一定侧向力的作用，上浮时处于螺旋上升过程；上浮时，航行体会受到水流提供的竖向力作用，因此为加快上浮，上浮前应尽量调整航行体的攻角为正。

为解决履带车辆综合传动系统主轴低周疲劳失效的问题，开展主轴疲劳样件检测及材料力学性能测试。通过实车测试获得主轴动态扭矩，在此基础上，建立主轴弹塑性有限元模型并预测主轴的低周疲劳寿命；进一步开展主轴低周疲劳台架试验，对寿命预测方法进行验证。研究结果表明：履带车辆在起步阶段下的冲击扭矩是造成综合传动系统主轴低周疲劳的主要载荷；由于双侧非对称的结构特点，导致主轴右侧冲击扭矩均值是左侧的1.54倍；主轴最大Mises应力为1 510 MPa， 最大应变为0.008 692 3，均发生在右侧输出花键与过渡圆弧交界位置的齿根处，与主轴疲劳断裂位置一致；实车条件下主轴能承受冲击扭矩的次数为17 082次；台架试验获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 000，预测获得的主轴能承受冲击扭矩的次数为5 843次，仿真结果与试验结果基本吻合，验证了低周疲劳寿命预测方法的可行性。

试验发现高速空载工况下湿式离合器易出现摩擦片和钢片之间的碰撞摩擦（简称碰摩），由此引起离合器带排转矩的急剧增大，高速带排对传动装置的效率和可靠性会造成重大影响，因此建立可靠的摩擦副碰摩模型用来探究高速带排的演变规律十分有必要。采用小扰动法获得间隙流场的刚度和阻尼，积分得到流体力；分析摩擦片与钢片碰摩过程中的弹性变形和能量损失，构建摩擦副的碰撞接触力和摩擦力方程；在此基础上，考虑流体力、碰撞力、摩擦力以及对偶摩擦片与钢片之间的运动耦合，建立多摩擦副流体与固体耦合碰摩动力学模型，利用4阶龙格-库塔法求解，研究摩擦副非线性运动的分岔和混沌特征。结果表明：当摩擦副未发生碰摩时，摩擦片和钢片运动稳定，呈现周期性运动规律；当摩擦副发生碰摩时，在轴向碰摩力作用下，摩擦片和钢片运动失稳，呈现混沌运动状态；随着润滑油流量的增大，摩擦副发生碰摩的临界转速提高，但是摩擦副的碰摩频率也会提高，导致带排转矩增大。

为研究局部增强型电磁轨道炮的滑动电接触特性，提出一种基于炮尾电压的计算分析方法。通过构建接触电阻、炮尾电压、炮尾感应电压以及轨道电流间的数学模型，定量表征电枢与轨道间的滑动接触电阻。根据接触电阻的波形特征，将电枢与轨道间的接触状态分为启动阶段、接触电阻稳步下降阶段、电阻增长阶段和单轨阶段4个阶段。计算了系统的发射效率与接触电阻焦耳热能耗率。结果表明：在电枢启动阶段枢轨间的接触主要为固体-固体接触，接触电阻偏大；逐渐形成的铝熔膜会使实际接触面积增大，改善接触状态；接触电阻与电枢所受到的磁压力呈负相关；接触电阻是影响发射效率的重要因素之一。由此可见对局部增强型电磁轨道炮滑动电接触特性的分析工作为轨道炮的机理研究与设计起到了积极作用。

螺纹连接是侵彻弹体与引信体连接的主要形式之一，针对现有动力学数值分析手段无法准确表征螺纹连接问题，提出利用薄层单元模拟螺纹连接的解决方案，并建立基于试验结果对薄层单元材料参数识别的方法。开展管螺纹模态试验研究，分析激励力幅值与螺纹松、紧连接状态对模态频率与频率响应曲线的影响，将薄层单元方法应用于管螺纹仿真计算中。结果表明：螺纹松连接状态相比紧连接状态受非线性因素的影响更大；激励力大小对螺纹松连接的测量结果影响更大；与节点固连建模方式进行比较，采用薄层单元仿真计算之后，模态频率最大误差从26.66%下降到1.35%.

传统的烟幕仿真方法通常使用假定风场均匀稳定的高斯模型或者拉赫特曼扩散理论，这些方法忽略了实际大气边界层复杂多变的特点。为了解决这一问题，建立一个基于计算流体力学（CFD）方法的爆炸型烟幕弹遮蔽效能仿真模型。运用拉格朗日方法，基于在椭球体内均匀生成随机粒子的方法构建初始云团。分析烟剂燃烧放热对初始云团的热力效应，结合CFD方法和离散相模型对烟幕粒子的扩散进行模拟，得到烟幕质量浓度的时空分布。通过计算面密度得到烟幕对可见光的有效遮蔽区域。效能仿真结果与试验结果和拉赫特曼模式结果对比，证明了该模型的有效性，表明烟幕弹遮蔽效能仿真模型在爆炸型烟幕弹的前期扩散阶段较好地反映了烟幕形状及长度、高度的变化规律。

带推力高超声速飞行器非连续点火助推可有效提高再入飞行器灵活性和机动性。为分析点火时刻和助推时长对飞行器再入轨迹的影响，根据发动机开关机状态，改进高斯伪谱法将非连续点火助推再入轨迹进行分段优化处理，实现不同点火时刻和助推时长的再入轨迹优化。发动机关机时，利用高斯伪谱法生成满足多约束条件的最优再入轨迹；发动机点火后，按照给定控制输入，由数值积分计算生成再入轨迹。在分段点处附加约束条件，保证飞行器状态在分段点处连续衔接。选取再入过程中A、B、C、D 4个典型时刻进行发动机一次点火和二次点火，以横向航程最大为目标，设计仿真算例。研究结果表明：改进的高斯伪谱法可有效求解带推力飞行器非连续点火再入轨迹优化；在助推发动机总冲一定时，点火时刻对飞行器再入轨迹影响明显。

利用超声辅助共沉淀法制备纳米碳酸锶（SrCO₃），通过溶剂-非溶剂法制备纳米碳酸锶/高氯酸铵（SrCO₃/AP）复合粒子。采用透射电子显微镜、扫描电子显微镜、X射线粉末衍射仪(XRD)分别对纳米SrCO₃的形貌、粒径、晶型和纳米SrCO₃/AP复合粒子的复合效果进行表征。对纯AP和纳米SrCO₃含量分别为2%、4%、6%的SrCO₃/AP复合粒子进行撞击感度测试；采用差示扫描量热仪分别对纯AP、纳米SrCO₃/AP复合粒子和相同比例的纳米SrCO₃与AP的简单混合物进行热分析。通过马弗炉将纳米SrCO₃/AP复合粒子分别在350 ℃和500 ℃下煅烧1 h，对煅烧后的产物作XRD表征，研究纳米SrCO₃的作用机理。结果表明：采用超声辅助共沉淀法制备出的纳米SrCO₃为类球形，粒径在60 nm左右，晶型为斜方晶系；制备出的纳米SrCO₃/AP复合粒子中，微米级的AP表面均匀分布着纳米SrCO₃，纳米SrCO₃的加入会使AP的撞击感度增加；通过两种不同方式添加的纳米SrCO₃均能升高AP的高温分解峰温度，对AP的低温分解没有影响；与纳米SrCO₃和AP的简单混合物相比，纳米SrCO₃/AP复合粒子中AP的高温分解峰值温度升高6.02 ℃，将纳米SrCO₃与AP进行复合后可以提高纳米SrCO₃对AP高温分解的负催化作用。

为提高石墨烯在含能材料中的释能和催化效果，采用Hummers法制备氧化石墨，进一步硝化生成硝化石墨烯（NGO）。使用扫描电镜、X射线光电子能谱、有机元素分析仪、傅里叶变换红外光谱分析和热重-非等温量热分析对制备样品进行结构和性能分析，并通过定容燃烧实验测试NGO在含能体系中的燃烧情况。实验结果表明：作为一种新型含能催化剂，所制备的NGO为片层堆叠状，表面有褶皱；在氧化石墨烯部分含氧官能团位点处悬挂硝酸酯基和硝基，氮含量为8%；NGO分解焓约为659 J/g，热分解总失重为47%；在高氯酸铵（AP）中加入5% NGO，AP各分解步骤峰温均提前，且低温分解活化能由112.6 kJ/mol降至99.4 kJ/mol，临界热爆炸温度由431 ℃降至366 ℃；NGO的加入使AP包覆铝体系的反应热值提高约13%，峰压提高约56%.

针对多模复合导引头在多目标航迹交叉时,采用常规航迹关联算法易出现航迹关联错误的问题，提出一种基于灰色关联度的两级实时航迹关联算法。根据航迹关联问题特点对灰色关联度计算进行修正，以航迹间的灰色关联度构成灰色关联矩阵；通过两级航迹关联判别对灰色关联矩阵进行修正，分别从航迹的整体态势相似度和航迹当前一段时间内的局部特性进行航迹关联判断，得到航迹间的最终灰色关联度；以灰色关联度最大值准则得到航迹关联对。仿真实验结果表明:在航迹交叉以及目标释放干扰使得传感器航迹数据发生错误时，该算法依旧可以正确地进行航迹关联判决。

为研究煤油燃料旋转爆轰波的起爆与传播特性，开展气体-液体两相旋转爆轰发动机实验研究。旋转爆轰发动机环形燃烧室内径120 mm、外径153 mm、长240 mm，煤油为燃料、富氧空气为氧化剂，通过氢气/氧气微小型脉冲爆轰发动机进行点火；基于燃烧室内的高频压力，分析气体-液体两相旋转爆轰波的起爆过程、传播特性以及发动机的工作特性。实验结果表明：混合物的反应活性至关重要，当氧化剂中氧含量偏低时，混合物反应活性低，旋转爆轰波将无法起爆，直至氧含量增加到39.2%，才能形成自持传播的爆轰波；爆轰波成功起爆后均以双波对撞模态传播，波速为815~ 920 m/s；在 贫油条件下，爆轰波传播速度随着当量比提高呈增加趋势；当空气质量流量大于822 g/s时， 发动机基本以缓燃形式工作。

传统合成孔径雷达（SAR）图像中建筑物检测算法主要是在特定场景下通过人工提取特征进行特定类别的建筑物检测，存在平均检测精度不高、检测效率低的问题，为此提出一种基于改进YOLOv3的SAR图像中建筑物检测算法，通过深度学习实现建筑物的自动检测。制作SAR图像中建筑物数据集，针对建筑物的尺寸特点，通过改进的K均值聚类算法重新设置先验框大小；在结构上借鉴深度神经网络的聚合残差转换思想，将YOLOv3骨架网络中用于构建特征层的单路卷积残差模块改进为多路卷积残差模块，提高通道信息利用率的同时降低计算量；加入浅层特征融合模块，增加特征图中建筑物的形状特征所占比重，在特征融合层之前，使用转置卷积进行上采样，增加细节特征；使用改进YOLOv3算法进行建筑物检测模型的训练，并在测试集上进行测试。实验结果表明，相比原始YOLOv3算法，改进YOLOv3算法在SAR图像中建筑物数据集上平均检测精度提高了9.2%，召回率提高了6.3%，同时保持了较快的检测速度。

加权分数阶傅里叶变换是一种新型物理层保密通信方式，可极大地提高通信系统的抗调制方式识别能力。针对单参数加权分数阶傅里叶变换易被破解的不足，提出一种基于时分数据调制的加权分数阶傅里叶变换通信方法。该方法采用奇偶位不同调制的策略，充分利用旋转因子动态加密，进行时分数据加权分数阶傅里叶变换调制，减弱信道中噪声对信号的影响，从而提高加权分数阶傅里叶变换调制信号的可靠性和安全性。仿真结果表明：基于时分数据调制的加权分数阶傅里叶变换调制信号，能够提高传统加权分数阶傅里叶变换信号的可靠性，显著降低窃听方的破译能力，可进一步增强信息传输的保密性能。

针对现有微机电系统逆向调制器调制速率低、线性区域有限的问题，根据双限幅直流偏置光正交频分复用(DCO-OFDM)的特点，通过DCO-OFDM提高逆向调制光通信的传输速率。将双限幅引起的非线性失真建模为限幅噪声，推导有效信噪比函数；研究地—地和空—空特殊通信条件下，逆向调制光通信中双限幅DCO-OFDM在弱湍流中的理论平均误码率公式，并采用蒙特卡洛法进行仿真，分析对称限幅时直流偏置对性能的影响。结果表明：在较大的光功率下，有效信噪比随着直流偏置的增大，先增大、后减小；较小的直流偏置会造成严重的限幅噪声，限制有效信噪比随光功率变化；该结果对通信链路的设计优化有一定的参考意义。

为研究回转体串联入水过程中的空泡演化及运动特性，基于高速摄像及时序释放系统，开展了不同入水初始间距的回转体低速串联入水试验。利用图像处理技术对采集图像序列中的回转体运动进行识别提取，得到入水初始间距对回转体的入水空泡、纵向位移及偏转角的影响规律。试验结果表明：较小入水初始间距的回转体串联入水过程中，两运动体的空泡结构及尺寸均受到影响；随着入水初始间距增大，回转体串联入水过程中依次出现碰撞扰动、封闭空腔扰动、过渡扰动与弱扰动4种运动模式，在不同的运动模式中，两运动体的空泡及运动特性存在较大差异，其中碰撞扰动模式对回转体的运动特性影响最大。

数据库辅助导航系统（DBRNS）可以校正惯性导航系统（INS）的累积误差，是自主水下潜航器的重要辅助导航手段，但DBRNS的有效运行依赖于高分辨率的基准图。为解决这一问题，提出一种基于多波束测深仪的图优化同步定位与地图构建（SLAM）方法。该方法在通用图优化SLAM方法的前端部分增加误匹配检测模块，减少了错误闭环对结果造成的不良影响。此外，新方法将局部灰度值编码算法用于闭环检测模块以提高闭环检测的精度。基于真实海底地形图的仿真实验结果表明，相对于通用图优化SLAM方法，采用新方法对INS轨迹进行校正可以取得更高的定位精度。

为解决考虑参数不确定的欠驱动水面无人艇(USV)在恒定海流干扰下水平面位置跟踪问题，提出一种欠驱动USV神经网络自适应位置跟踪控制策略。基于反步法设计了一种非线性控制器，采用动态面方法获取虚拟变量的导数，减小了虚拟变量直接求导的复杂性；针对欠驱动USV参数不确定问题，运用神经网络自适应方法对USV系统不确定函数进行逼近，克服了欠驱动USV参数不确定难题；设计一种指数收敛海流观测器，有效地估计了恒定海流速度。通过李雅普诺夫稳定性理论证明了该闭环控制系统的稳定性；同时仿真验证了该控制策略的有效性和鲁棒性。

通过固溶处理获得近α型Ti6321钛合金的双态和魏氏组织，研究不同组织对材料在Taylor杆冲击条件下动态损伤和断裂行为的影响。利用Taylor杆对材料进行动态加载，弹体的撞击速度范围为146~228 m/s，结合光学显微镜、扫描电子显微镜和定量金相表征方法对其微观组织演化进行观察分析。结果表明：双态组织的Ti6321合金具有更好的抗冲击性能；双态组织和魏氏组织试样在加载后的显微组织均发生了明显变化，随着冲击加载速度的增加，双态组织的初生α晶粒尺寸由25.3 μm减小至16.7 μm，次生α相和β相在载荷作用下变形、碎化；对于魏氏组织钛合金，次生α相沿受力方向显著拉长；观察断口可以发现，两种组织试样的断口均可以分为光滑熔融区和韧窝区，两个区域之间的界限并不明显；两种组织试样均发生了绝热剪切破坏，相比于魏氏组织，双态组织Ti6321合金具有较低的绝热剪切敏感性。

针对现有复杂武器装备多工序制造系统（MSMS）模型描述不全面、分析结果不准确的问题，在充分分析MSMS特点的基础上，提出质量传递综合模型（QTCM），建立了多工序质量传递过程的严格数学表达。在QTCM的框架范围内，分别借助心理学和统计学知识，对以往难以量化的操作者能力和制造设备状态进行量化。采用制造过程历史数据构建影响因素和质量输出之间的映射关系，建立了质量的传递过程。通过分析各影响因素对产品质量偏差的贡献量，确定影响多工序制造质量的主要误差源，进而为产品质量的提升提供指导。以某型号导弹发动机转子系统为例进行了验证，结果表明，QTCM可以方便地借助原材料质量或工艺质量计算获得产品的最终质量分布状况，分析结果与工厂测量结果一致。

针对某大型空间红外相机装调过程中某反射镜调整垫需具有微小角度的需求，提出一套 采用光学加工技术进行加工和检测的方法。增加6块反射镜参与加工和检测，分别检测被加工零件的4个特征点高度、零件受加工面的初始角度和零件背面。使用干涉仪对6块反射镜进行检验，获得的干涉条纹可计算出零件受加工面与初始面的夹角，推算出零件高点与低点的高度差，指导进一步加工的加工量和加工角度。通过零件受加工面与反映零件背面反射镜面之间干涉条纹的差别，计算二者所成角度的数值。在80 mm宽的调整垫上，加工所得顶面与底面最终形成0.21″的夹角，调整垫上边缘和下边缘高度差为0.100λ(λ为可见光波长，λ=632.8 nm)，即63.28 nm，处于误差范围内。将调整垫装入系统，经过力学试验和热光学试验，仍满足设计要求。结果表明：对于尺寸不大的机械零件，采用光学加工方法获得所需微小角度的平面是可行的；使用干涉仪对辅助反射镜表面进行干涉检测，并推算零件表面的加工量是能够指导加工进行的；通过辅助反射镜的干涉图计算被加工零件的表面高度差能够满足光学系统装调的需要。

复杂系统失效往往受多个退化过程及外界冲击的影响，属于竞争失效过程。为分析此类系统可靠性同时考虑冲击过程对退化过程的影响、不同退化过程间的相关关系和冲击导致不同退化过程退化突增量之间的相关关系，基于Gamma过程和Copula函数建立系统竞争失效可靠性模型，并提出相应的可靠性近似模型以简化计算。在此基础上，给出相关模型的参数估计和Copula函数选择方法。以微型发动机为例对系统可靠性近似模型进行检验，并分析相关性参数对系统可靠性的影响。案例结果验证了可靠性近似模型的精确性，表明退化相关性对系统可靠度有直接影响，在退化故障为主要故障模式的系统可靠性分析中需要充分考虑退化相关性。

针对高可靠、长寿命的高价值弹药抽样问题，提出一种高价值弹药导弹寿命评估抽样方法。通过该方法研究高价值弹药导弹寿命服从Weibull分布时样本容量、贮存时间、可靠性评估精度之间的内在关系，给出揭示三者关系的数学公式。结果表明：新方法解决了单发价值高、可供试验研究的样本少、贮存年限（生产年份）不一的高价值弹药导弹可靠性试验最小样本容量问题，为科学评估其贮存寿命提供理论参考；运用新方法对贮存8 a的某型号高价值弹药进行抽样，在置信度0.9、可靠性评估精度指标0.15条件下，该批次贮存8 a的高价值弹药最小样本容量取9发。

针对物体微小位移方向难以判别的问题，提出一种基于容栅传感器的二维微小位移测量方法以及平面内任意方向位移二元参数模型，并设计了容栅传感器和微小位移双通道测试系统。利用带有两个千分尺的模拟测试台，模拟物体在平面内微小位移（毫米级）进行测量，测试系统两个通道输出与微小位移变化对应的差分电压，通过分析两个通道的差分输出电压即可得到微小位移量值和方向。经过实验验证了测试方法的可行性以及参数模型的正确性。实验结果表明：当物体在平面坐标x轴或y轴产生单方向相对位移时，依据两个通道差分电压输出变化可以明确判断位移方向和量值；当物体在平面内任意位置产生相对位移时，基于参数模型求解结果结合两个通道差分电压输出变化量分析可以确定位移方向和量值。

在信息化智能化作战背景下，各级各类保障机构交织成网状结构，对重要保障节点进行有效防护已成为提高装备保障网络整体抗毁性的重要关注问题。针对目前普遍使用的节点删除法、重要度贡献法和效率矩阵法等无法有效区分局部范围内节点重要度的难题，基于复杂网络分形与相似性原理，构建节点隶属度函数表达式，实现了在给定半径范围内不同最短距离节点对中心节点的影响分析，进而通过模糊局部维数描述网络节点的重要性大小，并详细叙述具体的算法。实例验证表明，该方法能够快速准确地确定装备保障网络中的重要节点，为有针对性地实施节点攻击免疫提供决策支持。

灵敏度和分辨率是新型高精度超流体陀螺的重要性能指标，对其进行分析研究具有重要意义。基于超流体陀螺的工作原理，研究陀螺灵敏度与工作曲线之间的关系；分析位移检测系统中薄膜的振动幅值，推导陀螺检测元件噪声的方程，构建陀螺分辨率的数学模型；研究热能量引起的超流体相位波动，推导陀螺热噪声的方程，构建陀螺极限分辨率的数学模型。结果表明：超流体陀螺分辨率主要由检测元件噪声决定，其极限分辨率由热噪声决定；超流体陀螺灵敏度和分辨率呈现周期性的变化，其极限分辨率保持恒定；利用相移控制系统，把工作点锁定在使灵敏度最高的位置，此时陀螺分辨率为10^-8 (rad·s^-1）/Hz)数量级，其极限分辨率可达10^-9 (rad·s^-1）/Hz数量级。

针对字典学习用于辐射源识别时原子表征能力有限和复杂环境适应性不足问题，提出一种基于联合投影字典学习的辐射源识别方法。利用时频变换提取辐射源信号初始特征，并通过降维、降噪实现特征预处理；采用核空间投影和降维投影学习方式优化字典原子结构，基于数据集训练获取联合投影字典；通过分类测试完成了有效性验证。仿真结果表明：该方法所提取字典原子具备较强表征能力，能够适应参数多变的复杂环境；较常规有监督字典学习方式更易区分多类型、高相似度信号，-6 dB时单载频信号、线性调频信号、非线性调频信号、二相编码信号、四相编码信号、Frank信号、二相频率编码信号、四相频率编码信号、非线性调频-二相编码复合调制信号、二相频率编码-二相编码复合调制信号10类辐射源信号的整体平均识别率为94.4%.