摘要：针对数控机床可靠性实验装置加载维度不足、难以工程化应用等问题,该文设计了五轴加工中心多维力随动加载模拟实验平台。通过开展多维力随动加载模拟实验,分析不同主轴转速、橡胶圈厚度、切削深度对圆锥台试件切削加工过程中所受切削力的影响规律,验证了该实验平台的可行性及多维加载能力。实验结果表明在稳定切削阶段,综合切削力随着橡胶圈厚度增大而减小,随切削深度增大而增大,切削深度与橡胶圈厚度的比值过大或过小,均易引起切削力波动。当主轴转速为1000 r/min、橡胶圈厚度为3 mm时,五轴加工中心所受综合切削力波动最小,是加载实验最佳的橡胶圈厚度。

摘要：为提高弹协调器的交弹效率,同时保障协调交弹动作具有高可靠度,开展某弹协调器机构的可靠性优化设计。考虑主要几何尺寸、制造误差、重要构件弹性变形等影响因素,建立某弹协调器的参数化刚柔耦合动力学模型,通过参数化动力学分析,复现协调器的协调交弹动作失效,并建立相对应的功能函数及协调器可靠性优化设计模型。针对协调器可靠性优化模型,为提高优化设计的效率和精度,构建新的Kriging模型自适应更新策略,并与序列二次规划(SQP)方法、功能函数度量法(PMA)/可靠度指标法(RIA)结合,提出协调器机构可靠性优化设计方法。研究结果表明,在协调交弹可靠度满足要求的情况下大幅提高了某协调器的协调效率,也验证了所提方法的有效性和工程价值。

摘要：针对弹道导弹等超远程攻击目标的轨迹难以预测的问题,提出一种基于长短期记忆(long short-term memory,LSTM)网络与一维卷积神经网络(1-dimensional convolutional neural network,1DCNN)的目标轨迹预测方法。首先,建立三自由度导弹运动模型,依据再入类型设计3种目标轨迹数据,构建机动数据库,解决轨迹数据的来源问题。其次,采用重复分割与滑动窗口的方法对轨迹数据进行预处理。然后,基于LSTM与1DCNN设计了一种目标类型分类网络,对目标进行初步分类。最后,基于1DCNN设计轨迹预测网络,对目标轨迹进行预测。仿真结果表明,提出的轨迹预测网络能够完成轨迹预测任务,预测误差在合理范围内。

摘要：针对网络化防空体系的多传感器-多武器协同任务规划问题,考虑任务要求、装备性能、运用限制等约束,构建多武器拦截与多传感器跟踪任务规划模型。前者以拦截时机、次数等为优化目标,输出武器-目标配对以及对目标的拦截时段、跟踪时间要求;后者以满足跟踪时间要求为目标,输出传感器-目标配对和对目标的跟踪时段。设计了基于时段优选拼接和分支定界法的多传感器-多武器协同任务规划算法,生成多传感器-多武器协同交战计划,支持多传感器接力跟踪、跨平台打击引导、多武器协同抗击。在假定的舰艇编队与预警机协同防空场景下验证了所设计模型的有效性。

摘要：为解决飞行器航程最优为目标的固体火箭发动机方案设计优化问题,在固定规模约束下建立了复杂三维发动机装药、壳体和喷管的几何参数化模型及推力、质量的性能模型,同时,根据助推滑翔飞行器飞行环境严酷、性能要求高等特点,建立了多约束飞行器航程能力评估模型,然后采用改进自适应Legendre-Gauss-Radau伪谱法评估当前发动机方案对应的飞行器最大航程,构建了含约束的混合整数参数优化问题。针对高耗时混合整数参数优化问题,引入Kriging代理模型,对实数型序列近似优化算法进行了调整,加入了整数约束。针对传统全局加点准则收敛速度慢的问题,提出了局部增强策略,并进行了数值验证。仿真结果表明:采用改进自适应伪谱法得到的飞行轨迹满足全部约束要求,相对于初始固体火箭发动机方案,优化后的发动机方案对应的最大航程提升了12.89%,改进算法的优化结果与遗传算法一致,但耗时函数的调用次数仅为后者的2%,且相比于传统序列近似优化算法,该算法具有一定的全局搜索能力,有效改善了收敛速度。

摘要：针对采用整体式固冲发动机的吸气式空空导弹外形气动与推进耦合的推阻匹配设计难题,引入多学科优化设计方法提出了一种综合考虑气动/推进/质量/弹道的导弹外形多学科一体化优化设计技术。其中,气动性能预测采用代理模型技术,主要基于外形参数化建模、非结构网格技术和流场精细数值计算来自动构建气动数据库,据此建立了包含外形几何信息的气动预测代理模型,并对其预测精度进行了验证;推进性能预测采用推进求解模型,该模型根据固冲发动机理论建立,精度满足工程要求。对所建立的学科预测模型完成一体化集成后,以质点弹道仿真评估的战技指标为优化目标,对一款吸气式空空导弹进气道和翼面外形进行了优化设计,取得了推阻匹配的优化外形,优化后导弹动力射程提高10%。所提出的一体化优化设计技术,有助于吸气式空空导弹外形气动与推进耦合推阻匹配设计和提高导弹动力射程。

摘要：针对冲淡干扰软杀伤给精确制导武器捕捉概率带来的重要影响,建立了目标捕捉过程的数学模型,其中,考虑了由于目标探测误差引起的导弹装订速度方向的误差,及其在冲淡干扰条件下对捕捉概率的影响;进行了蒙特.卡洛仿真,统计得到无对抗和对抗条件下捕捉概率与总体参数的关系。通过对比分析总结了其一般规律,将无对抗条件下的捕捉概率性能指标提升到对抗条件下的效能指标。所得的结果可以作为武器系统总体设计和作战参数装订的参考。

摘要：倾斜转弯(Bank-to-Tum,BTT)导弹由于气动外形不对称,以及存在较大的滚动速率,其各个通道之间存在强烈的耦合。本文在变结构控制理论对外界扰动的不变性原理的基础上,采用变结构控制方法设计了BTT导弹的输出解耦控制律。仿真结果验证了本文设计的变结构解耦控制器对于导弹这类参数快速时变,通道间耦合严重,有不确定因素的系统能够实现解耦控制,并具有动态响应快,超调小的特性。

摘要：随着民用航空运输业的发展,飞机对气候环境的影响越来越受到重视。为了满足未来飞机设计中经济性和环保性等指标,有必要在飞机概念设计阶段综合考虑成本和排放的影响。本文使用全球平均温度变化作为衡量飞机排放对气候影响的标准,分析了飞机巡航高度和速度对于排放物的影响。进一步,通过整合气动、重量、成本和排放等学科模型,建立了飞机概念设计阶段的多学科优化框架。基于该优化框架,以机翼平面形状、飞行速度和高度等参数为优化变量,分别以排放最小和成本最低为目标,进行了单目标和多目标优化设计研究。Pareto最优前沿的优化结果显示,单位排放成本的高低会影响成本相对于排放性能的变化趋势。

摘要：为了让航天员在没有太空真实环境的地面上模拟太空环境进行虚拟作业训练,设计了一种与虚拟现实(VR)技术相结合的柔索牵引式力觉交互机器人.首先,根据微重力环境中物体的运动特性设计机器人的构型,建立移动平台、驱动单元、人推物体运动过程的动力学模型并进行运动学分析.然后,针对系统冗余驱动及力控制任务,提出一种复合控制策略,即以柔索长度变化为速度控制内环,力的外环控制为力/速混合控制.最后,分别进行单柔索加载和人机系统力觉交互仿真分析,分析结果表明该控制策略可以使柔索驱动单元降低10%的恒力跟随误差并能稳定地跟随余弦力的变化,验证了该控制策略对多余力抑制的有效性.