将火炮内弹道可行方案集的评价问题作为一类群决策处理,并将采用AHP群决策方法对可行弹道方案进行评价。其中采用指标权重由AHP对数最小二乘法计算获得,专家权重则由分析判断矩阵自身的一致性及相互之间的相似性来确定,并通过专家权重对指标权重进行聚合得到综合指标权重,最后由综合指标权重对规范化决策矩阵进行线形加权综合,可得到弹道方案的优劣排序结果。该方法能充分客观地综合专家的群体智慧和经验,弱化单个专家的主观上不确定性,使弹道方案的评价结果更具客观性和权威性。

固体电枢电磁轨道炮的发射过程具有很高的精度和稳定性。以小口径固体电枢电磁轨道炮系统为研究对象,通过对试验结果的分析和试验数据的处理,建立了改进型GM(1,N)灰色分析模型,实现了固体电枢初速的高精度拟合,结合膛内瞬态温度测量结果对发射过程的一致性进行了分析研究。分析结果表明,参数不变的条件下,合理匹配电枢质量和电枢直径将有助于稳定固体电枢电磁轨道炮初速的一致性。

针对激光引信信号的实时检测问题,提出了一种基于信息融合的累积双门限检测技术。在传统N-P检测器的基础上,采用双门限对单次脉冲信号进行检测,当脉冲信号位于两门限之间时,由融合中心依据各脉冲信噪比的不同对信号进行加权累积,并与原有单一检测门限进行比较,最后综合两次判决结果做出最终决策。通过仿真试验表明,该技术能有效地改善系统检测性能,提高检测概率。

空地制导武器是现代航空兵对地打击的主要武器,但实装演练和地面模拟器在空地制导武器的作战训练领域中都存在不足。嵌入式训练可以结合实装与虚拟仿真的优势,弥补这两种训练方式的缺陷。阐述了嵌入式训练基本概念与研究现状,提出嵌入式空地作战训练的概念与体系结构,讨论了在该领域应用嵌入式训练技术的一些关键问题。研究表明,嵌入式训练技术可以显著提高空地制导武器训练的效果,是该领域训练方式的主要发展方向。

大口径火炮自动开闩时开闩凸轮会与开闩板产生严重碰撞,不同情况下碰撞开闩阻力也不同。建立的简单开闩数学模型和理论关闩簧力的计算为解决炮闩机构中的其他问题提供参考,以虚拟样机软件ADAMS为工具,建立火炮开闩动力学刚体模型,研究不同工况下开闩阻力特性及复进速度,研究不同抽壳阻力对开闩阻力的影响关系,分析复进合力,为准确研究开闩阻力特性提供依据,对研究火炮的复进稳定性具有重要意义。

为研究某火箭炮发射过程中动力学响应情况,利用有限元软件ABAQUS和多体动力学软件ADAMS建立该火箭炮发射装置刚柔耦合动力学模型,研究了发射过程中火箭弹与定向管复杂的接触碰撞作用,综合考虑定向管、俯仰轴、发射装置底座柔性变形以及燃气流冲击等因素对发射装置动态响应的影响。分析结果表明,利用刚柔耦合模型能够有效模拟火箭炮发射过程中的动力学响应,对于减小发射过程起始扰动和提高射击精度具有一定的理论意义和实用价值。

为了进行火控软件功能、性能的调试和系统控制流程的验证,开发了一种基于WindowXP+RTX平台的火控调试平台软件,研究了软件总体结构、Win32下非实时部分和RTX下实时部分的软件设计流程及其代码实现方法;针对"时间触发+CAN"的总线结构,在RTSS子进程中采用外同步中断方式完成了总线时间基准的统一,避免了总线仲裁,保证了数据传输的实时性。通过RTX的扩展,成功将Windows应用于实时控制领域并取得良好的效果。

为了提高设计效率,将参数化设计方法引入炮身设计过程。基于Pro/E的二次开发功能,在建立炮身的三维模型的基础上,通过编写VB程序调用Pro/E底层函数的方法,完成参数化设计。建立了完整的炮身参数化模型,并用实例对模型进行了验证,结果表明,炮身参数化设计方法是可行有效的。

平衡机是变射角发射装置中的重要组成部分。针对平衡机的优化问题,对平衡机工作原理进行了分析并建立了优化模型,对推式平衡机进行了优化。研究发现:平衡机优化是极大极小值(minimax)问题,考虑到minimax问题的非光滑特性给求解带来了困难,采用极大熵法将问题转化为光滑函数,并利用遗传算法对问题进行求解。采用三点交叉法改善标准遗传算法的变异效果,并利用随机方向法对其结果进行搜索,改善了遗传算法的早熟问题。通过对比发现,混合算法的优化结果分别较单纯形法与复合形法的优化结果改进了41.6%和23.8%,且改进的遗传算法优于标准遗传算法。

针对现有虚拟PLC仿真方法无法满足自动装弹机虚拟PLC仿真训练开发的问题,提出了一种新的虚拟PLC仿真方法。在深入分析自动装弹机动作条件的基础上,设计了自动装弹机动作程序、维修训练系统人机界面和输弹机电气系统模型。并以输弹机旋转和火炮不解锁为例,进行数据通信和系统仿真,仿真结果表明,该方法效果明显,为实际应用提供了技术支持。

为提高制退机设计效率和设计性能,开展制退机参数化设计和结构优化研究。采用Pro/E二次开发工具AutomationGateway和VB实现制退机的参数化设计,建立制退机参数模型库;基于火炮结构强度计算模型、火炮后坐过程动力学模型以及优化设计方法,建立制退机优化模型,采用MATLAB和ISIGHT联合优化求解,实现三维参数化建模。

在遥控武器站参数化的射击密集度计算模型的基础上,以弹丸立靶坐标为目标函数建立了灵敏度分析模型,基于拉丁超立方试验设计方法和极差分析法进行了射击密集度灵敏度计算,分析了结构参数对射击密集度的影响规律,获得了结构参数对射击密集度的灵敏度,分析结果为遥控武器站结构参数优化提供了基础,为总体结构方案的确定提供了参考。

基于DSP、FPGA和CAN总线的嵌入式数字型舰炮随动系统,因"飞车"故障而导致舰炮机械限位装置等结构组件损毁。通过与模拟控制随动系统对比分析,随动控制模块与交流驱动器CAN总线通信中断是造成故障的主要原因。根据故障机理,在软件、电气、机械三层安全保护设计方案基础上,针对电气限位点,采用在随动控制模块、角度限制器和交流驱动器前端增设电气限位点,检测触点接至电源启动回路的硬件设计,在随动控制模块与交流驱动器CAN总线通信软件中增加"握手"信号的软件设计,实现了系统整体安全保护。试验结果表明,安全保护措施可靠、有效。

针对转管武器中凸轮曲线运动特点及传统测试系统安装布线困难等问题,设计了一种存储测试系统,用于完成转管武器的机心及弹体供输弹加速度参数的采集。阐述了系统的工作原理及低功耗设计方案,并进行了相应的加速度参数测试试验。试验表明,该系统能够完整记录机心运动及弹体供输弹过程中的加速度参数变化过程,对武器的供弹链设计及凸轮曲线槽的分析和改进有着至关重要的作用,测试结果符合试验标准。

节制环是火炮驻退机的关键部件,其磨损程度与火炮性能密切相关,如何在不分解驻退机的情况下确定其磨损程度,一直是火炮性能检测与维修领域面临的难题。提出一种利用火焰原子吸收光谱法(FAAS)对节制环磨损程度进行检测的方法,通过分析驻退机内的驻退液中Zn元素的含量,确定节制环的磨损程度,并对节制环是否需要更换做出判定。试验表明,该方法具有精度高、易操作、经济效益好等优点。

受常规弹药在发射过程中的高旋转、高过载、高温、高压等恶劣环境的影响,使得测量弹丸炮口初始参数比较困难。为进一步研究测量弹丸炮口初始速度和姿态方法,根据将测量装置安装于不同的位置,从外测法和内测法着手,详细介绍了国内外几种典型的弹丸炮口初始速度和初始姿态测量方法的工作原理,分析比较了各种测量方法的特点和应用条件,在此基础上,并根据当前的研究现状和实际应用需要,提出了该领域在工程应用方面的发展方向。

针对具有可见光、激光和红外的光电设备三轴一致性测量要求,设计了一种基于大口径平行光管的测量系统,该系统采用同一靶标,通过高分辨率CCD采集图像,利用计算机数字图像处理技术对图像进行分析计算,从而有效避免了更换靶标和人眼观察带来的误差,大大提高了测量精度,且操作简单,适用性强。通过对光电设备三光轴一致性测量,光轴之间偏差角度小于0.1mrad,测量相对误差小于0.185mrad。通过分析计算,该系统的测量不确定度小于7″。

影响制退器性能的灵敏因子主要有侧孔倾角、侧孔面积和中央弹孔面积等,其中侧孔倾角大小影响灵敏度最大,其次为侧孔面积,最后为中央弹孔面积。通过理论计算得到制退器效率最大时,侧孔倾角、侧孔面积和中央弹孔面积参数,即炮口制退器最优化模型。建立制退器的二维仿真模型,应用计算流体力学软件对制退器各侧孔出口的气流速度分布、动压分布以及对侧孔挡板和2m×2m的边界区域进行了仿真计算,结果分析表明,改进制退器比原制退器具有更高的制退效率和更低炮口冲击波超压值,即改进制退器的性能更优,具有较高的实用价值。

为适应现代火炮结构紧凑型设计,满足现代火炮随动驱动系统大功率和大惯量的需求,提出了三电机交流驱动控制。针对三电机火炮驱动系统同步性能因受力不平衡及扰动因素的影响,建立了三电机交流驱动系统控制模型,采用主从电机控制模式,使得三电机的控制主令相同,为三电机的同步控制提供了基础。在此基础上提出了三电机差速反馈控制,解决了因各个电机受力不平衡及扰动因素使得驱动无法同步的问题。仿真结果表明,该方法能够实现三电机同步驱动,克服电机受力不均引起的转速不同步。

为了研究弹丸身管耦合系统动力响应特性,采用数值方法对弹丸身管耦合系统进行了计算,得到了弹丸身管耦合系统动力响应的数值解。根据数值计算结果,对弹丸身管耦合系统动力响应特性进行了研究,得到了弹丸膛内运动、身管扭转动力响应和横向动力响应的基本规律,揭示了弹丸身管耦合系统动力响应机理。研究结果表明:身管扭转与弯曲振动相互耦合,以波动形式传播,当弹丸运动到渐速膛线与等齐膛线交点时,身管产生显著的扭转变形;身管横向动力响应特征为波动响应;当弹丸出炮口时,最大波动幅值位于炮口处;半约束期内,身管炮口横向动力响应产生显著变化,主要表现为加速度波动频率和幅值增加。

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<正>(按姓氏音节排列)《火炮发射与控制学报》2013年承蒙各位专家学者为本刊认真地审阅稿件,《学报》编辑部特此向各位审稿专家表示衷心的感谢,并预祝各位新年快乐,万事如意。蔡宁程广伟董志强顿建华高进国伟郭映华马政毛保全韩崇伟韩宏潮何永昌胡崧生胡占春雷加印李才葆李书信李伟李英蔺涛宁变芳潘宏侠潘江峰任睿苏子舟王宝元王斌翊王亮宽