随着智能协同算法与自主化技术在空、天、海装备领域中的广泛应用,多域集群分布式协同自主控制技术得到深入研究,并显著提升了无人装备的智能自主化程度。从多域集群分布式智能自主控制技术的发展需求出发,系统梳理多域协同领域相关文献和多域集群分布式协同控制技术的国内外研究现状;深入分析了多域集群协同自主控制技术策略方法、重点研究方向和前沿方法;通过总结相关关键技术与方法,讨论了其在未来发展趋势。为提升无人集群系统协同自主控制能力提供参考。

陶瓷在长时高温和高应力下工作时会发生蠕变,蠕变损伤累积将最终导致失效发生。蠕变损伤的演化与陶瓷的微结构有十分密切的关系,建立陶瓷材料的微观有限元模型有助于更深入地了解这一关系。以氮化硅陶瓷为研究对象,提出一种基于动力学的三维晶体沉积数值模型,结合Monte Carlo Potts结晶生长模型对氮化硅陶瓷的烧结过程进行模拟,力求还原氮化硅陶瓷的动态生长过程以及结晶后晶体大小、形状、取向分布以及空洞的大小、形状、分布等微观结构特征。基于该模拟生成的几何边界描述自动生成Python脚本,在有限元软件中完成建模。利用该有限元模型对氮化硅陶瓷的统计弹性常数进行验证,计算结果与试验数据对比,相对误差约为4.5%,吻合良好。

为研究典型装药结构(球形和圆柱形)近场爆炸(0.06m/kg^1/3<Z<1m/kg^1/3)(Z为对比距离)冲击波特性,支撑弹药抗殉爆技术发展,设计开展kg级柱形装药近场爆炸冲击波载荷表征试验,构建炸药近场爆炸数值计算模型,分析得到球形和柱形装药近场爆炸冲击波结构和峰值空间分布规律。研究结果表明:近场反射载荷受爆轰产物影响,超压曲线存在多峰结构和锯齿形波动,原因可能是多次反射波效应和马赫区后爆轰产物复杂流动;爆轰产物-空气冲击波界面压力和密度梯度互异引起Rayleigh-Taylor不稳定效应,产生的界面微射流提高了多次反射波结构的复杂度,导致近场反射载荷试验测量结果不确定度增大;近场入射超压曲线表现为典型双峰结构,峰值分别由空气冲波和爆轰产物主导,同时受结构效应影响,柱形装药入射峰值载荷沿轴向和径向空间非均匀性较强,方位角为30°~60°时受桥联波效应影响空间散布较大;修正的预测模型可描述柱形装药(长径比为0.8)中心起爆时,0.06m/kg^1/3<Z<1m/kg^1/3范围内任意方位角和对比距离处入射峰值超压和冲量,与数值模拟结果偏差小于20%。

为了提高坦克装甲车辆悬架系统的减振性能，提出“惯容-弹簧”准零刚度的基本架构，以惯容、弹簧、阻尼三元件并联作为悬架构型，对惯容连续控制和惯容开关控制两种方案进行动力学仿真和参数优化。研究结果表明：采用准零刚度控制策略后，车体振动加速度大幅度减小，乘坐舒适性改善明显，同时降低了对阻尼系数的需求，提升了减振效率。通过分析悬架减振过程中各元件的瞬时功率，发现可变惯容起能量补偿作用，使一部分振动能量在弹簧和惯容之间反复动态地传递和转换，突破了弹簧缓冲储能、阻尼生热耗能的传统减振机理，达到了更好的减振效能。

随着武器装备向多元多能和体系化运用发展，现代战争对指挥决策全局性、时效性和科学性等方面的要求越来越高，各军事强国任务规划系统建设需求迫切，且发展很快。为更好地推进任务规划系统研究，对战术级任务规划方法进行全面综述。总结任务规划系统的发展历程、战术级任务规划的方法框架，重点综述战术级任务规划主要实现方法及未来发展方向。在主要实现方法方面，重点围绕任务描述、任务分解、任务分配、方案评估等业务中涉及的主要方法进行综述和分析；在未来发展方向方面，从规范性、通用性、可信性等方面提出发展建议。

在使用红外成像探测物体高温燃烧产生的火焰、物体爆炸产生的高温碎片场景时,由于红外成像视场内场景温度快速升高,导致红外成像动态范围变大、图像饱和、细节信息丢失、弱小目标被高温背景淹没等现象,针对上述问题总结出抗火光干扰高动态红外成像探测技术途径,系统介绍抗火光干扰高动态红外成像相关技术研究现状,围绕技术发展途径,分析给出抗火光干扰高动态红外成像探测技术的发展趋势。

复杂地形环境下质心参考轨迹的动态精确跟踪是保障轮腿复合机动平台稳定执行各项任务的关键。为提升平台的地形适应能力与位姿跟踪能力，提出一种动态运动控制策略。综合地形因素，建立包含车轮动力学的单刚体动力学模型，并通过近似简化将系统动力学模型转化为状态空间方程的标准形式。考虑车轮与腿部耦合运动，提出一种基于前馈力矩与反馈力矩的混合运动控制方法。通过二次规划算法求解最优地面反作用力，利用雅克比矩阵将作用力映射至关节以获取前馈力矩。为避免由环境引起的外部扰动造成系统无法在较短时间内完成优化计算，引入关节力矩反馈控制及时修正位姿跟踪误差，使系统能够快速准确地响应外部扰动，有效提高系统的鲁棒性和稳定性。仿真结果表明，新方法可有效提升平台在复杂地形下位姿动态跟踪精度，保障平台平稳运行，为复杂地形下轮腿复合机动平台的工程应用提供有力支撑。

磁梯度张量系统作为磁性目标全张量梯度探测的应用基础,以区域磁异常产生的磁梯度张量场为信息源,通过矢量磁传感器间的差分计算实现磁梯度张量分量测量。相较磁总场和矢量场探测设备,磁梯度张量系统具有分辨率高、信息量大、抗干扰能力强等优势,能获取目标更多的潜在物性信息,研究世界范围内基于磁梯度张量系统的目标探测技术进展,可为我国磁探测设备现代化信息化建设提供理论参考和技术支持。通过阐述现代磁法探测技术发展过程和阶段,对国内外研究团队设计搭建的基于超导效应和磁通门法两种类型的磁梯度张量系统及其应用进行了介绍和归纳,并针对磁梯度张量系统的校正补偿与降噪、磁性目标定位与识别等关键技术进行了前沿综述,展望了未来高精度磁梯度张量探测仪器的设计研发思路,对磁梯度张量探测各类关键技术目前存在的问题和发展趋势进行了总结。

针对高氮钢增材制造熔滴过渡过程中氮元素逸出及飞溅问题，进行超音频脉冲熔化极气体保护（Ultrasonic Frequency Pulsed Gas Metal Arc，UFP-GMA）增材制造熔滴过渡试验，研究不同超音频脉冲电流叠加模式和脉冲电流频率对高氮钢熔滴过渡稳定性的影响，获取能够实现高氮钢增材稳定熔滴过渡的工艺参数。试验结果表明：在脉冲熔化极气体保护（Pulsed Gas Metal Arc，P-GMA）增材工艺条件下可以实现一脉一滴过渡，但是过渡稳定性较差，飞溅明显；在P-GMA基值阶段或基值和峰值阶段都叠加超音频脉冲电流均不利于熔滴过渡，容易出现短路、熔滴爆炸等问题；在P-GMA峰值阶段叠加低频（20 kHz）脉冲电流时，对熔滴过渡影响较弱，叠加中频（40~60 kHz）脉冲电流能抑制高氮钢熔滴过渡中大颗粒飞溅生成，提高熔滴过渡稳定性，但是当频率超过60 kHz时在过渡中会形成许多小飞溅。

温压炸药是一种富燃料炸药，可依靠爆炸和燃烧2种释能方式产生的长时间压力以及高温火球对密闭空间内设施、人员等造成极大的毁伤效果。其造成的温压毁伤是一种多尺度、多物质、多因素、多物理场的耦合过程，涉及到爆轰波在装药中传播，燃料粒子在空间的抛洒以及燃料粒子的后续燃烧过程，是毁伤领域的重要研究方向。综述了温压炸药配方设计理论基础、主要配方组分对温压炸药性能的影响以及温压炸药性能评估的研究进展。在温压炸药配方设计和应用研究方面，指出高化学潜能的金属燃料及解决温压炸药的能量释放手段是温压炸药未来的发展方向，建立温压炸药配方及其特征参数数据库、高通量计算模型，建立温压毁伤元能量输出与目标响应程度之间的关系，大幅提高温压炸药的综合毁伤效能；在温压炸药毁伤效应与评估技术研究方面，毁伤评估向精确定量、实时评估方向发展，重点开展冲击波冲量、准静态压力、后燃反应火球模型为代表的关键模型参数的测试技术研究，对其参数进行修正或者引入新的参量来优化温压毁伤模型，为闭合作战杀伤链提供支撑。

海上有人/无人协同系统对进一步提升海军作战效能有重要作用，是现代海军装备发展的重要方向。立足未来海上作战，以海上有人/无人协同系统的实际应用为牵引，综述国外相关项目发展现状，厘清海上有人/无人协同系统的主要特点，凝练并分析其中科学问题与关键技术，总结海上有人/无人协同系统的发展方向、矛盾与挑战。未来，智能化、模块化和稀疏化将成为海上有人/无人协同系统的重要发展方向，但由于系统自主性与可控性间、智能化发展与海上约束间、海上有人/无人协同特点与现有协同任务体系间存在一定的发展矛盾，故系统还将面临系统规模、平台多样性、系统安全性及信息化与智能化等方面的发展挑战。

为提高燃料空气炸弹（Fuel Air Explosive，FAE）装置爆炸抛撒燃料的极限速度并使速度更加平均，在不改变现有装置整体结构的情况下，采用数值模拟的方法研究起爆方式对FAE装置燃料抛撒径向极限速度的影响。使用有限元分析软件的任意拉格朗日-欧拉算法对圆台型FAE装置抛撒燃料进行数值模拟，对比单点起爆、多点起爆和近似线起爆情况下相同位置节点的径向抛撒速度变化情况。研究结果表明，对于燃料上的单元而言，距离较近的起爆点设置会对这个单元上燃料的抛撒运动产生抑制效果，近似线起爆的方式可以使云雾抛撒得更加均匀，为FAE爆炸燃料抛撒数值模拟的进一步细化研究奠定了基础。

针对当前基于强化学习的雷达干扰决策方法依据单一因素、固定规律设置探索率参数导致算法收敛需要的对抗回合次数增多的问题,提出一种探索率自适应设置的强化学习雷达干扰决策方法。基于模拟退火法的Metropolis参数调节准则,结合对抗过程中干扰机已识别的雷达工作状态数量、干扰成功次数、算法收敛曲线变化率及干扰机对雷达的认知程度,推导一种探索率自适应设置准则。依据干扰动作的有效性,设计一种干扰动作空间裁剪策略,减小干扰动作空间维度,进一步提高算法收敛速度。在仿真实验中,设计两个不同的雷达工作状态图,并结合Q学习算法予以对比验证。仿真结果表明,在雷达工作状态转换关系发生变化的情况下,新方法均可完成探索率的自适应设置,与基于模拟退火法以及单一因素、固定规律的探索率设置方案相比,新方法在两个状态图下收敛需要的对抗回合次数分别减少了18%、26%、45%和42%、44%、48%,同时还可获得更大的收益和更高的干扰成功率,为基于强化学习的多功能雷达干扰决策提供了一种新的探索率设置思路。

针对陆域智能化无人作战体系效能评估中存在的系统性不足、关联性缺乏以及高度复杂性考虑不足等问题，提出了一种基于图卷积神经网络（Graph Convolutional Networks，GCN）的陆域智能化无人作战体系效能评估框架，旨在通过利用GCN技术对智能化无人作战体系效能进行精确评估。针对陆域智能化作战特点建立了一套智能化作战的评估指标体系，并将该体系映射到图网络结构上，实现对无人作战体系在复杂作战环境中的高度抽象表示；采用大数据分析技术与专家经验知识对初始数据集进行预处理和特征工程，以优化输入数据的质量；通过应用GCN的半监督学习模式，深入挖掘指标体系的层次结构及其各组成部分之间的相互关联，实现对陆域智能化无人作战体系效能的综合评估。该评估框架针对目前陆域智能化无人作战体系效能评估中存在的诸多问题，提供了一种动态性强、系统化全面的解决方案，展示了GCN在军事科技领域的应用潜力。

侵彻弹体过载信号是反映侵彻物理过程的关键信号，可分为刚体减速度、弹体结构响应、连接结构响应和传感器噪声4种成分。介绍了4种成分的来源和各自特点，讨论了弹体结构响应和传感器相关信号各自的建模和评估方法。整理了针对过载信号进行分析处理的若干方法，比较了各种方法的精确性、自适应性、实时性和适用范围。对于过载信号处理实时性需求、重构手段、刚体减速度在复杂侵彻环境下的形式以及高速侵彻对过载信号分析处理带来的挑战展开了讨论。针对侵彻弹体过载信号研究现状，总结了存在的问题以及未来可能的研究方向。

为支撑超高声速武器终点毁伤效应评估，满足异形弹体侵彻力学理论发展需求，异形弹体侵彻机理是当前亟需研究的关键基础科学问题。对异形弹体侵彻行为、弹靶作用机制、弹道稳定性与结构响应研究现状进行全面综述，对现有研究工作进行梳理与总结，搭建异形弹体侵彻问题研究的基本框架；以异形弹体侵彻/穿甲过程中出现的新质弹靶作用现象、机理为脉络，突出异形弹体结构对载荷环境表征、弹道及结构稳定性控制等方面带来的新挑战，并提出了异形弹体未来研究的3个建议，供相关研究者参考。

为研究横流作用下尾翼式超空泡射弹入水时的空泡流动与弹道特性,采用重叠网格技术和6自由度运动模型对横流干扰下射弹垂直入水过程进行数值模拟研究,分析横流对尾翼式超空泡射弹入水空泡形态、流体动力特性及入水弹道特性变化的影响。研究结果表明:横流的作用限制了迎流侧空泡的径向发展,而对背流侧空泡的扩张则起促进作用,使得整体空泡形态沿流向发生偏移,从而增大了迎流侧弹肩和尾翼的沾湿面积,改变了沾湿处压力场的分布,使射弹的尾拍幅频远大于无横流情况。同时,射弹在空泡内尾拍运动的加剧,增大了升/阻力系数,加速了射弹速度的衰减。此外,空泡形态沿流向的偏转,使俯仰角在背流侧的摆动幅度大于迎流侧,弹道轨迹发生偏移,因此横流对射弹的轨迹和姿态角变化产生明显的影响。

无后坐力发射可有效降低后坐力,但会降低初速,为克服初速与后坐力之间的矛盾,提出基于可燃药筒和电磁感应点火的无后坐力枪方案,能够在不降低初速的同时实现无后坐力。通过电磁感应将能量传递到点火头,点火头点燃弹膛内发射药与可燃药筒,提供发射能量,在达到一定压力后打开尾部拉瓦尔喷管,向后喷射气体平衡弹头向前冲量。高初速无后坐力发射装填密度高、最大膛压高,内弹道容易出现不稳定。为提高内弹道稳定性,建立了射击过程中经典内弹道模型,运用数值仿真分析内弹道性能,并研究内弹道稳定性。开展弹道试验研究,对所提方案进行验证。研究结果表明:该方案能够在提高弹头初速的同时将后坐冲量降低到1.5N·s以下,可为轻武器未来发展提供新的思路。

为解决传统检测方法在处理复杂、动态以及数据长度实时变化的飞行轨迹数据时特征提取不准确、检测效率较低的问题,提出一种结合长短时记忆(Long Short-Term Memory,LSTM)网络和支持向量数据描述(Support Vector Data Description,SVDD)的无监督异常检测方法。利用LSTM网络提取可变长度飞行轨迹的关键特征,并将其转化为固定长度的序列表示;通过SVDD算法构建多维超球分类器,对正常飞行轨迹进行建模,从而识别潜在异常轨迹。为进一步提升模型性能,引入基于梯度的优化算法(Gradient-Based training algorithm,GB),实现LSTM与SVDD参数的联合训练,大幅度提高检测精度和计算效率。仿真实验结果表明,新提出的基于梯度优化的长短时记忆网络和支持向量数据描述模型(Long Short-Term Memory network and Support Vector Data Description model based on Gradient-Based training algorithm optimization, LSTM-GBSVDD)的飞行轨迹异常检测方法在处理复杂、多变的飞行轨迹异常检测任务中表现出较好的有效性和优越性,有较强的应用前景。

人员是战争中的关键因素。为评估爆炸毁伤元素对人员的杀伤效能,借助数值模拟、实验及理论计算工具,结合人员杀伤判据开展冲击波、热效应及弹片3种毁伤元对人员的杀伤效能评估。划分冲击波超压对人员的杀伤区域,建立比例爆距与人员杀伤等级间的关系,得出最小的人员杀伤安全比例爆距Z为8.155m/kg^1/3;计算爆炸热效应空间分布,提出自由场非云爆或温压弹不适于单独评估热效应对人员的杀伤效应;数值模拟计算破片生成过程,得出破片质量、数量及速度等并与理论计算结果对照,评估弹片比动能对人员的杀伤效应。所得结论可为战斗部设计及战场人员防护提供参考。

未爆弹药是指已被解除保险、起爆、点火或以其他方式准备使用或已经使用,因各种原因可能在点火、投掷、发射、掩埋后由于引信失效、功能失灵、设计缺陷等原因没有爆炸的弹药。阐述了未爆弹药安全化处置技术国内外研究现状,分析了未爆弹药磁法探测、声磁结合探测、光学探测等未爆弹探测技术,以及烧毁处理、爆破销毁、切割处理等非接触处置销毁技术原理,并总结了不同探测及处置技术的优缺点及适用场景。提出水下未爆弹药探测及处置技术是当前国防领域重点关注的问题,也是研究热点。未爆弹药安全化处置关键技术研究可为未来无人化、安全化、环保化的未爆弹探测处理提供理论基础。

传统坦克双向稳定系统的控制策略难以有效处理新一代全电双向稳定系统中的耦合性、非线性和不确定性,而基于模型的非线性控制能够充分利用系统动态模型的先验信息提升控制效果。因此,建立计及执行器动态的全电双向稳定系统机电耦合动力学模型,提出一种基于神经网络补偿的非线性滑模控制方法。引入滑模面和基于双曲正切函数改进的滑模鲁棒控制律设计非线性滑模控制函数,以有效地消除系统振荡,提高系统的稳态性能。同时,深度融合多层神经网络,准确估计系统的不确定性并进行前馈补偿,避免高增益反馈。基于Lyapunov理论严格证明了新控制策略可以实现连续控制输入下坦克全电双向稳定系统的渐近稳定性能。搭建了联合仿真环境与半实物实验平台,通过大量对比实验验证了新控制策略的优越性。

作战指挥决策是联合作战活动的核心内容,是作战活动成功与否的关键。为了从认知心理学角度破解海上编队作战指挥决策能力弱的难题,在系统分析海上编队作战指挥决策问题的基础上,基于决策双系统理论对海上编队作战指挥有限理性决策进行科学映射,构建海上编队作战指挥有限理性决策函数模型,划分海上编队作战指挥有限理性决策类型,识别海上编队作战指挥有限理性决策认知偏差,提出海上编队作战指挥智能混合决策框架,形成海上编队作战指挥有限理性决策能力增强策略。研究结果表明,新框架具有较好的科学性、有效性和智能性,可有效提升指挥员的作战指挥决策能力,为开展下一代辅助决策支持系统的研制提供有力的理论和技术支撑。

爆炸型烟雾弹在反制红外武器、保护高价值军事目标方面具有重要意义。目前绝大多数的烟雾仿真模型未考虑到爆炸的矢量信息和近地粒子扩散效果，在壁面效应与空气湍流现象显著的近地场景下对爆炸型烟雾仿真的真实性较低。针对现有方法，在近地场景下对爆炸型烟雾弹仿真精度差的问题，提出一种近地场景下的爆炸型烟雾弹结构模型仿真方法。该方法利用粒子位置信息代替粒子模型的生命周期，以高斯烟团模型为基础，构建了基于爆弹方向和壁面效应的近地烟雾爆炸模型，以提高对近地烟雾弹爆炸场景仿真的精确性。在仿真的图像上采用结构相似度（Structural Similarity，SSIM）分析，经过最佳参数选取实验后，SSIM值达到0.944 3，标准差为±0.000 5。对 比粒子系统-高斯烟团模型、椭球爆炸模型和爆炸型烟雾弹模型，分别高出0.011 2、0.132 9和0.006 3。实验结果对比表明，新模型在烟雾仿真中具有明确的方向信息，对烟雾湍流和壁面效应的细节表达能力更强，对近地烟雾弹爆炸场景的仿真具有更高的精确性。

随着信息技术的进步,装甲车辆的人机交互方式不断更新,为探究新型多模态交互下乘员的任务绩效,指导未来装甲车辆多模态操作、告警方式的设计,建立一套可集成多模态交互、可调节环境负荷大小的新型人机交互实验系统。基于该系统,招募20名成年男性开展了操作(输入)方式、告警(输出)方式和环境负荷水平的三因素工效学实验。在虚拟实验平台中完成不同实验条件下的模拟击打目标实验,分析被试的任务绩效。实验结果表明:相对于在触屏输入或语音输入下,机械输入下乘员的反应时间最短,但乘员操作错误率最高;机械输入和触屏输入下乘员的任务完成时间远优于语音输入;相对于单模态视觉告警,叠加了触觉告警的视觉+触觉(Visual+Tactile,V+T)双模态告警会显著缩短乘员反应时间,而叠加了听觉告警的视觉+听觉(Visual+ Auditory,V+A)告警则无明显差异;V+T或V+A双模态告警可以显著缩短乘员任务完成时间;对于环境负荷的影响,低环境负荷下乘员任务绩效明显高于高环境负荷;随着环境负荷的增加,V+T告警中叠加听觉告警会造成告警冗余;该研究可为装甲车辆舱室多模态人机交互设计提供实践依据。

针对串联式四轮腿机器人精确控制姿态的问题,提出一种以无偏差模型预测控制为核心的运动控制框架。所涉及的模型为考虑机身、腿部和车轮的质量分布而建立的合成质心动力学模型,并且基于自抗扰控制思想,将模型的未建模特性视为扰动,建立扩张状态观测器对其进行估计和补偿;为解决姿态调节过程中车轮易滚动导致腿部外展的问题引入关节闭环控制,同时设计额外的车轮控制策略以辅助约束腿部状态。在串联式轮腿机器人上进行了硬件试验,研究结果表明,新的运动控制框架能够准确跟踪期望姿态信号,有效抑制地形扰动和外力扰动,确保机器人的行驶平稳性和抗干扰能力。

水陆两栖飞机在水面滑行过程中会不可避免地会遭受波浪等复杂海况的水动冲击,严重时可能引起机身结构变形破坏,对机体及机乘人员的安全造成威胁。以国产大型水陆两栖飞机为研究对象,采用结构化任意拉格朗日-欧拉(Structured-Arbitrary Lagrangian-Eulerian,S-ALE)方法,研究水陆两栖飞机在波浪水面滑行过程中的水动响应问题。建立基于S-ALE和罚函数接触算法的流固耦合模拟方法,采用仿物理推板式造波模式与质量阻尼消波法模拟生成数值波浪水池,分别对平静水面和波浪水面滑行过程中的飞机水动特性和耐波性进行研究。研究结果表明:S-ALE方法可以有效地模拟水陆两栖飞机在水面滑行的动响应过程;波高1.2m下飞机以19.4m/s速度稳定滑行时姿态角为7°,对应的谐振波长为机身长度的2~3倍,谐振波长下飞机姿态变化幅度和升沉运动的剧烈程度会显著高于其他波长;飞机机身与波长比值为1、波高为1.8m时垂向过载不断变大,1.2m波高环境下逐渐收敛,波高的变化对纵摇和质心位置升沉规律影响不大。

时间序列匹配技术广泛应用于车辆操纵一致性评价。针对某型教练车在协同驾驶过程中的动作匹配度评判问题,提出一种基于分段式动态时间弯曲距离的车辆油门操纵动作一致性评估方法。在有效解决教练车协同操控试验过程中样本数据点数量不一致问题的基础上,根据动态弯曲路径的斜率约束条件,将传统的动态时间弯曲距离(Dynamic Time Warping,DTW)矩形搜索区域通过改变路径搜索斜率方式转变为平行四边形搜索区域,以缩小搜索区域面积,从而极大程度地减小计算量。选取4组典型的油门动作曲线组进行50轮迭代实验进行验证,通过分段式DTW方法计算得到实车A、教练车B动作曲线之间的DTW距离矩阵,利用最小离差平方法对A、B两车动作进行聚类对象合并,从而完成油门动作数据的一致性评判。实验结果表明,改进后的动态时间弯曲算法在各油门动作的平均匹配精度可达89.2%,相较于单一的DTW算法提升约3.2%,平均匹配时间约为92.45s,降低约12.6%,从而验证了分段式DTW算法在油门动作一致性评判的可行性和优越性。

随着复合材料圆柱壳在导弹发射、潜艇船舶等工程领域中的广泛应用,随机载荷引起的随机振动逐渐成为其动力学设计优化的重要考虑要素。使用1阶剪切壳理论和Hamilton原理构建壳体的运动控制方程,并通过人工虚拟弹簧施加边界条件,结合虚拟激励法与回传射线矩阵法,分离出广义解向量中的非齐次激励方程,推导出基底加速度和随机载荷激励下的统一矩阵列式,以完成对复合材料圆柱壳的随机动力学解析建模及求解。将计算的平稳/非平稳随机响应结果与有限元仿真进行比较,证明新解析模型的有效性。在此基础上,开展了一系列针对功率谱的工程算例,揭示了壳体厚径比、正交各项异性比以及铺层数量对圆柱壳随机振动响应的影响。

连续激光辐照下,强光元件的表面吸收率是导致其异常温升的主要因素。研究发现,强光元件的表面吸收率受多种因素影响,呈现非线性变化。为此提出等效表面吸收率的概念,用于表征强光元件对激光的综合吸收性能。首先建立高斯连续激光辐照强光元件的有限元模型,用于模拟激光辐照下强光元件的温升过程。搭建激光辐照效应试验系统,对强光元件的表面吸收率、表面形貌和表面中心点温升过程进行测试、试验与分析,试验结果验证了所建模型的正确性。根据试验结果修正了模型参数,获得了强光元件对激光的等效表面吸收率。研究结果表明:与实测表面吸收率相比,等效表面吸收率仿真误差更小、精度更高。研究结果可为强光元件的状态监测和污染物防控提供参考。

为了研究典型7.62 mm狙击弹在不同距离上对有生目标造成的杀伤效应，采用自适应光滑流体动力学方法(Adaptive Smoothed Particle Hydrodynamics, ASPH)构建数值计算模型，获得不同距离上该弹丸对弹道明胶造成的瞬时空腔尺寸，并与相应实验结果进行验证；基于自主开发的人体易损性评估软件，获得该狙击弹在200 m、400 m和800 m上命中人体胸部时可能造成的损伤严重度。研究结果表明：ASPH方法兼顾了计算精度和计算效率，适用于求解侵彻大变形问题；相同侵彻速度下攻角大的弹丸在明胶中翻滚更早，受到的加速度作用力更大，靶标厚度对弹丸运动过程和杀伤效果也有着重要影响；2°攻角下，射击距离为200 m时造成的瞬时空腔直径分别为400 m和800 m时的1.14倍和1.44倍；2°攻角下，7.62 mm狙击弹200 m时侵彻初始阶段加速度峰值分别为400 m和800 m时的1.63倍和3.8倍；基于人体易损性评估软件，当射击距离分别为200 m、400 m和800 m时，命中人体胸部剑突右上方情况下造成的最大简明创伤评分分别为6（死亡）、5（危 重伤）和4（严重），新损伤严重度评分分别为75、57和48，随着命中距离的增加，人员死亡概率从96.8%下降到60.3%。

针对形状不规则复杂面目标多弹瞄准点优化算法计算效率低、稳定性差、优化能力不足的问题,提出一种基于弹药圆概率偏差(Circular Error Probable,CEP)的毁伤概率矩阵库(Damage Probability Matrix Library,DPML)和改进启发式退火优化机制的高效瞄准点优化算法(Efficient Aiming Point Optimization Algorithm,EAPOA)。构建多弹瞄准点优化模型时,除考虑目标形状、导弹毁伤能力外,还考虑导弹直接毁伤、间接毁伤和多弹种联合毁伤等复杂因素对目标毁伤效果的影响。提出一种基于DPML的毁伤概率快速估计算法,提升算法优化效率和鲁棒性;设计一种基于候选瞄准点序列化的优化算法框架,并提出基于全局搜索和改进退火机制的启发式优化算法,降低瞄准点组合求解空间大小并提升算法优化能力。通过6个复杂面目标测试用例验证算法性能。研究结果表明,所提的EAPOA相比于增强精英保留策略遗传算法具有更强的优化能力,且平均优化时间仅为其1/5~1/3,在优化收益和计算效率上具有明显优势。

舰船航行引起的压力场特性是海战场的重要信息源,而舰船航行遭遇波浪,船-波相互作用引起的压力波动成为舰船自身压力场的背景干扰,影响目标的预判与识别。针对浅水规则波环境,开展舰船航行引起的压力场目标特性快速算法研究。基于浅水波动理论结合造波源项与移动压力项法,建立适用于浅水规则波环境的压力场建模方法,提出灵活高效的算法,并独立编写预报程序,逐步实现浅水规则波环境、静水中舰船压力场模拟以及舰船迎浪航行引起的压力时空演变特性预报。在验证性研究基础上,对比分析船、浪遭遇前后引起的压力场特性,以及亚、超临界航速下压力分布特性,揭示波浪对压力场特性的影响,为海洋环境干扰下舰船目标特性的预报与识别提供理论依据和技术支撑。

超空泡射弹出水过程往往会因为发射扰动、横流、波浪等情况出现攻角,影响射弹运动轨迹,对射弹成功出水造成干扰。基于流体体积多相流模型和移动计算域方法,建立超空泡射弹带攻角出水数值计算模型,对不同攻角、速度的射弹出水过程进行仿真。计算结果表明:水中运动阶段射弹存在较小攻角时对空泡形态影响很小,攻角继续增大时射弹肩部和尾部出现沾湿,肩部沾湿产生的二次空泡可能会重新包裹尾部,并导致空泡在迎流侧径向分布更长、不对称明显,空泡在射弹穿透液面后存在扩张趋势。射弹在运动初期表面压力较高,随着空泡的生成高压区域迅速减小,后续运动中会由于局部沾湿、液面附近空泡闭合以及与液面飞溅碰撞而出现局部高压。局部高压多出现在迎流侧,导致该侧压力大于背流侧,射弹出现侧向力和偏航力矩,使射弹的运动轨迹和姿态改变以及攻角减小,初始攻角越大对射弹运动中的攻角、偏航角变化和运动轨迹的影响越明显。当射弹处于5°攻角且速度持续增大时,速度对空泡形态、射弹运动轨迹和偏航角的影响减弱。

保障全球导航卫星系统(Global Navigation Satellite System,GNSS)为用户提供高精度导航定位、测速、授时信息是导航战的首要任务,然而GNSS用户端与卫星距离遥远,相较于GNSS系统端,更易受到干扰和欺骗等的蓄意毁伤。故为提升用户端对抗干扰威胁的能力、推进其抗干扰技术的发展与成熟,急需开展用户端抗干扰性能评估研究,但已有研究多针对单一类型指标、特定应用场景开展用户端抗干扰算法研究与性能分析,存在分项评估研究不足、综合评估研究缺失等问题。为此,设置单天线抗干扰、阵列天线抗干扰、惯导辅助抗干扰、无人机抗干扰这些典型应用场景,建立针对多应用场景的用户端抗干扰性能评估指标体系,并引入可用度A、可信度D、能力值C方法改进已有模型的应用局限,提出用户端抗干扰的分项性能评估方法;基于模糊综合评判思路与改进组合赋权法,改进已有加权积模型,提出用户端抗干扰的综合能力评估方法。实验结果表明,相比于已有评估模型,采用所提方法实现应用场景的多模型串联,降低了接收机的跟踪门限使其未超过45°,减小了动态测量误差率使其不大于1,增加了阵列增益使其不超过36dB,提高了被测装备性能评估准确度及其对抗干扰威胁的能力,能有效辅助多应用场景的性能优化与装备升级。

由于高超声速滑翔飞行器无动力、轴向过载不可控的特点,高超声速滑翔飞行器编队机动飞行至滑翔段与末段的交班点时射向通常存在较大位置误差,对末段的协同打击精度造成显著影响。针对该问题,提出一种考虑射向位置调节的高超声速滑翔飞行器编队控制方法。面向二阶多智能体系统设计固定时间收敛一致性控制器。在此基础上设计欠驱动飞行器编队控制架构,围绕高超声速滑翔飞行器编队的欠驱动控制特征开展分析,设计射向调节策略,建立射向位置调节与附加侧向速度的关联;赋予飞行器编队射向调节能力的前提下建立三维人工势场,设计飞行器编队的避碰控制策略。理论分析和数值仿真表明,该方法可以支撑多个飞行器在编队散开、编队收缩、编队整体转向和高低编队飞行等场景中实现编队的形成与保持,在保证编队内部安全的前提下实现一致到达,为末段制导提供良好的交班条件。

大功率柴电机组是重型串联式混合动力车辆的供电单元,受多缸柴油机曲轴谐振转矩冲击和发电机电磁转矩脉动耦合作用的影响,系统扭转振动现象突出,动力学品质较差。针对上述问题,建立考虑机电耦合效应的发动机-发电机组动力学模型,分析机电耦合效应对系统固有特性的影响,揭示扭转振动特性随电磁刚度、转子偏心率、扭转减振器刚度等参数变化的规律,分析系统在发动机和电机联合激励作用下动力学响应特性,明确了主响应的阶次。为解决低频扭转振动响应过大的问题,提出基于双回路解耦的扭转振动控制总体框架,针对发动机主谐次扰动抑制设计面向启停机过程的独立模态空间最优控制器和面向稳态运行工况的自适应滤波补偿控制器,并进行仿真验证。研究结果表明,所设计的扭转振动主动控制算法能够在发动机全速域内实现对主谐次扭转振动的有效抑制。

为解决传统回环检测算法依赖里程计精度与外部定位信息、消耗过多计算资源以及现有轻量化回环检测算法平移不变性差、难以适应越野场景下稀疏环境特征等问题,提升无人驾驶平台在卫星拒止条件下执行长时间、大范围行进任务的定位能力,提出一种利用激光雷达点云对地面特征进行描述的轻量化回环检测算法。不同于现有的利用深度学习从单帧或多帧点云中提取点云特征并构建全局描述子,所提算法使用快速的激光点云地面特征描述方式,实现单帧点云快速特征提取与全局一致的位置特征描述,将多帧激光点云地面特征聚合为子地图回环检测描述子;在临近帧之间依靠里程计位姿实现轻量化全局描述子的构建,不依赖先验位置信息进行全局描述子的匹配并实现回环检测;在越野环境下以机械式激光雷达、固态激光雷达对算法进行实车验证。研究结果表明,与已有的轻量化回环检测算法对比,验证了该算法在越野环境下回环检测高召回率、实时性好、占用资源少的优势。

为验证快速运动平台装备电场传感器探测舰船目标的可行性,通过分析快速运动平台背景电场的产生机理,搭建基于水面快艇的高速运动平台电场探测系统,并开展实艇海上测量试验,对快艇不同位置、快艇发动机不同工况及不同航行速度下的背景电场进行测量,并对测量结果进行分析。实测数据表明:快艇平台运动感应电场和快艇自身腐蚀及电磁辐射是背景电场的主要来源,背景电场在1Hz以下(准静态电场)频段能量较大,舰船静电场不适合作为探测信号源;航速在20节以下时,快艇探测平台在1~30Hz频段背景电场谱密度约为0.4μV/$\sqrt{\mathrm{Hz}}$,舰船轴频电场可作为目标信号源。为验证快艇平台电场探测的可行性,在5~15kn不同航速下对100A·m的电场目标进行探测,探测距离达1500m,表明利用快速运动平台装备电场传感器对舰船电场进行探测是实际可行的。

粉末燃料因其能量密度高、稳定性好等优势，作为爆轰推进动力系统的燃料或添加剂，具有广阔的应用前景。根据气固两相粉末爆轰的燃料种类进行分类，并以指导粉末爆轰推进技术应用为导向，回顾粉末燃料在氧化剂氛围以及气体燃料/氧化剂氛围中起爆特性和传播特性的国内外研究进展，并对二者进行理论和工程技术的研究归纳，概括影响气固两相爆轰起爆和传播特性的因素以及重要的研究结论。从应用前景、推进性能、难点与挑战等角度对两相爆轰发动机研究进行综述，在总结发动机数值和实验研究现状的基础上，对未来需要开展的研究工作进行展望。