针对标准粒子滤波算法的精度不高,对噪声变化敏感的缺点,将一种新的混合智能优化算法引入粒子滤波。在粒子滤波中将人工鱼群算法全局搜索与微粒群算法的局部搜索相结合,融合最新的观测值,使粒子更准确地向高似然区域移动,既保证了全局收敛性,又保证了较快的收敛速度。实验表明该方法具有精度高,抗噪声干扰能力强并且鲁棒性高的特点。

为提高半自主式坦克火控系统的连续打击能力,针对当前坦克火控系统无法实现多目标跟踪的现状,克服了在坦克上安装雷达等方式存在的改造成本高、易暴露和资源浪费等弊端,结合装备特点提出了一种基于新型坐标体系和GPS定位的打击多目标时的火炮定位新方法。该方法通过在新型坐标体系下的目标位置记忆、目标位置预测和火炮角度定位,可实现对多个目标位置的粗略跟踪。实验证明,此方法对于数量为4个以下的多目标跟踪具有较高的准确率和良好的应用前景。

采用毁伤概率和相对效费比指标作为射击效率评估指标,对3种情况(榴弹单炮对单个目标、榴弹炮兵营对集群目标和子母弹炮兵连对集群目标),6类目标(碉堡或暴露步兵、牵引火炮、自行火炮、步兵战车、T72坦克和M1坦克),分别对5种典型牵引火炮的系统效能进行了动态对比,并对结果进行了详细的分析和说明,得出了一些有价值的结论,一定程度上补充和完善了静态对比分析的不足,更充分反映了各火炮的实际作战效能,具有一定的现实指导意义。

基于电枢工作机理,讨论了电枢材料、结构等对同步感应线圈炮性能的影响。利用Maxwell仿真软件,建立了实体电枢和绕制电枢的有限元仿真模型,对其电磁场特性进行了仿真分析。同实体电枢相比,绕制电枢上的感应电流分布均匀,尾部温升低,但是结构复杂。基于实体电枢和绕制电枢的各自特点和仿真结果,提出了一种新型电枢——混合材料电枢。探讨了混合材料电枢的结构,建立了混合材料电枢的有限元仿真模型并进行瞬态场和涡流场仿真。理论分析和仿真结果表明,混合材料电枢的结构较绕制电枢简单,感应电流的分布优于实体电枢,为电枢工程实践应用提供了参考。

为了研究转管炮主侧滚轮轴线与回转体旋转中心相对位置对主滚轮和曲线槽之间驱动接触力的影响,运用牛顿第二定律对主滚轮以及机心组列写动力学方程,得出了接触力等表达式。对主滚轮轴线位置x0和侧滚轮轴线与半径方向的夹角γ进行分析,并对代表性的布局搭配进行了求解,得出了这两个参数对接触压力等的影响。计算结果表明:最优的布局是主侧滚轮轴线都经过回转体旋转中心,此时驱动接触力最小,且没有使转管炮发生复合弯曲的径向力;当不能满足都经过旋转中心时,应该使得x0和γ尽量小而且符号相反。

定时精度是电子时间引信的关键性能指标。针对电子时间引信电路,提出了一种基于炮口装定的时基修正技术,为有效解决引信电路定时精度问题提供了设计思路。采用在接收定时数据的同时提取出用于测量引信振荡器频率的时间基准,实现频率修正,可简化引信电路,避免因环境和长时间储存等因素造成的振荡器频率偏移导致的电子时间引信定时精度发生变化的情况。

针对传统的装备维修训练方法和手段不能适应装备发展需要的问题,利用虚拟现实技术研究开发了一套交互式桌面型自动装弹机虚拟维修训练系统。在深入分析虚拟维修训练系统功能和信息需求的基础上,构建了系统总体框架;研究了系统构建的关键技术和实现方案;以某型自动装弹机的维修训练为例,研究了维修训练系统的建立过程及该系统能实现的功能。该系统的建立对提高装备维修人员训练效果有较大实用意义。

弹管间隙是影响火箭炮初始扰动的重要因素之一。依据某多管火箭炮的实际结构,建立了发射动力学模型。应用动力学显式有限元理论对模型进行了仿真计算,获得了不同弹管间隙条件下影响火箭炮初始挠动的相关参数。通过结果的对比分析,得到了火箭炮初始挠动随着弹管间隙变化的趋势,为火箭炮结构优化提供参考和借鉴。

为实现火炮供弹机设计中速度和精度两大目标之间的平衡,提出了一种基于液压缓冲器阻尼、电机能耗制动协同减速及机械限位定位的供弹机设计方案,该方案采用基于电流环和两级速度环控制电路的普通直流电机驱动方式,有效地克服了现有火炮供弹机方案中采用伺服控制技术带来的驱动器电路复杂、成本高和可靠性差等缺点。试验验证了基于该方案的供弹机运动速度快、定位精度高且工作性能稳定。这种采用电气控制和液压缓冲器相结合的组合定位方式,可为其他火炮同类问题解决提供新的思路和参考。

通过对影响航炮武器系统射击精度的外在因素的分析,分别对阵风因素和人为因素进行了模型推导和条件设立,并基于计算机平台建立了一套综合性模拟评估系统模型;通过某一战例实验的仿真结果,验证了模拟评估系统的正确性与实用性,对修正和完善射击经验数据,优化航炮射击方法具有重要的参考价值。

现有身管生产中的光整加工工序质量很大程度上依赖于工人的技术水平,因此,利用磁流变液作为载体设计一种软性的磨具,对拉削膛线后的身管进行光整加工是一种较好的选择。在分析了这种软性磨具的工作原理及身管这种导磁材料利用磁流变液加工的可行性后,对进行光整加工所需要的磁场强度能否实现进行了理论分析与计算。

双管联动自动机因工作原理所致,停止射击后必然有一侧身管中有一发炮弹留在膛内。火炮在连续射击过程中,由于高温、高压及高速流动的火药气体所引起的身管壁温升高,有可能导致弹药在留膛时发生自燃现象,造成机毁人亡的灾难。此外在行军状态或在战备状态,弹膛内有一发实弹,对战士造成心理危惧等不安全因素影响。通过分析该原理自动机的工作原理和运动特点,提出了一种解决留膛弹问题的思路。

射表是采用射击试验与理论计算相结合的方法编制的,是最符合弹丸运动特性的。利用射表这一优势,提出了基于射表拟合的弹丸运动模型,在此模型的基础上提出了脱靶量计算模型;并以某型高炮为例进行仿真计算,验证了所提计算模型的有效性。

大容量供弹装置是武器系统作战可持续和可靠性的保证,容弹量和供弹顺畅性是其设计的重点和难点。基于ADAMS软件,建立了大容量供弹装置模型,通过改变布弹方式和挂弹滚柱结构,对弹箱容量和拖弹阻力进行了分析,用于指导大容量弹箱的设计。

某鸭式布局的制导炮弹,采用自旋尾翼的方式可实现鸭舵对弹体的滚转控制。基于小扰动假设推导出制导弹滚转运动的扰动方程,分析了滚转运动特性及鸭舵偏转对滚转运动的影响,建立了相应的滚转运动稳定回路模型,回路中滚转控制用比例微分(PD)控制方式来实现。采用Matlab/Simlink软件建立了制导弹滚转控制的仿真模型,根据系统的性能要求用Simulink中的SimulinkResponseOptimization模块对控制系统进行了优化设计。结果显示弹体滚转位置0.2s可以控制到位,设计结果较好地满足了滚转控制系统品质指标的要求。

信息化已经成为复杂武器系统的重要发展趋势。现有自行高炮中的CAN总线网络在通信速率(带宽)、实时性和网络拓扑灵活性等方面已经不能适应未来复杂武器系统的信息化要求。针对这一现状,提出了基于FlexRay总线的新型复杂武器的总线体系,同时介绍了一个能够用于弹炮一体防空武器上的具体技术方案。实验结果验证了技术方案的可行性。最后给出了相应的结论。

以高性能单片机为控制核心,采取开关量控制的方法,利用单片机产生的定时脉冲,经光电隔离和功率放大,实现了超高射速武器顺序电子点火系统。为提高电子点火系统的安全可靠性,研究了弹丸发射启动条件,在点火控制模块的设计中参考"联锁"的思路,特别设计了底火状态检测部分,既可控制点火,又可计算底火的作用时间间隔和弹丸的实际发射速率。实验结果表明:设计的电子点火系统工作稳定可靠,达到了预期目标。

针对某转膛自动机身管衬套定位键断裂的问题,通过分析其工作原理和断裂表现,并考虑到转膛体衬套、身管以及炮箱对身管衬套的影响,给出身管衬套定位键断裂的原因。在对身管衬套进行一定简化与假设的基础上,建立身管衬套的三维模型,采用有限元分析方法计算身管衬套的强度,找出需加强的薄弱部分并对身管衬套的结构进行修改,再进行有限元分析。对比理论分析与试验,结果表明修改后的身管衬套可满足要求。

针对常规的立靶密集度测试方法为靶板法,无法实现对着靶弹序、着靶速度等重要参量的同步测试,同时存在工作效率低、不安全隐患等问题,提出了一种带弹序立靶密集度测试方法及测试系统。采用光电测试系统在空间构成的无形靶代替有形的木板靶,通过探测飞行弹丸穿越空中某一预定位置的时间参数,计算出射击状态下每发弹丸的着靶顺序、飞行速度和着靶坐标等,并在计算机上进行输出显示。以上测试方法,既可适应于单发,又可适应于高射速连发的立靶密试验测试。

针对新型自行火炮随动系统性能的快速检测需求,研制了一种原位检测设备。该设备不仅可以自动检测随动系统的电源、控制、反馈和连锁信号,而且能够自动输入激励信号,通过高精度数字式轴角变换器同步采集高低和方位角传感器输出的位置信息,经过数据分析处理后,可获得系统调速性能、调炮精度和调炮时间等性能指标。

针对转管武器供输弹过程中枪弹的空间运动力学参数测量的特殊性,采用存储测试技术和微型化技术,设计了微体积的加速度测试系统,该系统以高集成度的MSP430系列单片机为控制核心,能在现场实时地记录枪弹在供输弹过程中的加速度变化规律。测试结果能够为供弹阻力矩的分析、弹链结构的优化设计提供参改。

电气产品冲击试验考核必须满足自行火炮冲击环境要求,结合某自行火炮射击交验后出现的电气产品工作不可靠问题,探讨了电气产品冲击指标的选取和评价,提出了取实际冲击加速度曲线的包络来确定产品冲击指标的观点。

利用理论分析和实弹射击试验研究相结合的方法,对某车载榴弹炮的射击密集度超差因素进行探讨研究。通过对某车载榴弹炮射击密集度超差因素进行摸排分析,得到了炮口初速和上架联接螺栓松动是该炮射击密集度超差的主要原因。为了验证摸排结果的正确性,利用所建立的炮口初速影响密集度模型和螺栓松动影响炮架刚度模型进行理论层面上的推断,通过密集度试验,其结果与理论预测值也基本一致。

为了解决高速旋转弹姿态控制的难题,设计了一种基于滑动质量块姿态控制系统。从高速旋转弹姿态特点分析出发,建立了姿态动力学方程。根据时间尺度对其姿态回路进行了时标分离,将其分为内外两个回路,分别进行了控制系统设计。外环设计了含有跟踪误差及其积分函数的滑模控制器,内环则采用了依赖于状态的黎卡提方程(SDRE)的最优控制器。仿真结果表明,该控制系统能快速有效地实现对弹体姿态控制,可为实际工程应用提供必要的借鉴。

通过理论分析与仿真计算,对自行高炮系统火炮射击线所采用解算式两轴稳定方式进行了定性、定量分析,通过对自行高炮系统稳定与跟踪结构部分的分析,将该系统的跟踪通道与稳定通道进行了一定的分离,研究在稳定通道里影响稳定解算精度的因素。分析表明(βH,εH)偏离(β,ε)越大、载体姿态角测量值误差越大、εH越大,对βt的解算误差就越大。该系统在载体静止状态下,射击线的指向精度较高。而在摇摆情况下射击线的指向误差在航路捷径处较大,特别是方位上射击线指向误差在整个航路都较大。所建模型通过仿真计算,验证了建模结构与系统分析的正确性。