导弹总体设计多方法协作优化

针对导弹总体优化设计中存在目标函数与变量之间没有显式关系式、优化方法与优化问题之间的优化特性不确定的问题，提出采用遗传算法、模式搜索法和Powell法结合的多方法协作优化方法。算例研究表明，多方法协作优化可以取得优于单个优化方法的全局最优特性．是一个可行的求解优化问题最优解的全局最优优化方法．适合于求解优化目标函数性质不确定的复杂优化问题。     

VxWorks应用技巧两例

以WindML全局变量及多任务间画图保护在VxWorks操作系统的应用为例,先在任务中定义局部变量,将相应WindML赋值局部变量,再引用该局部变量。设置一全局变量,标识程序运行过程是否处于作图状态,一旦开始作图则立即改变此标识,以避免发生问题。     

机动弹头引入段弹道优化设计

建立了机动弹头再入弹道的数学模型,该模型要求在满足热流约束的条件下,寻找一个攻角控制规律作为输入来使得弹道最优．采用遗传算法对此问题进行优化计算,并设计了一种适当的惩罚函数将其转化为无约束问题,提高了求解效率,得到了全局最优弹道和相应的初始伴随变量．实例计算结果表明,数学模型正确,计算方法可行,在满足热流约束的条件下可以求解出最大终端速度弹道．     

机动弹头引入段弹道优化设计

建立了机动弹头再入弹道的数学模型,该模型要求在满足热流约束的条件下,寻找一个攻角控制规律作为输入来使得弹道最优.采用遗传算法对此问题进行优化计算,并设计了一种适当的惩罚函数将其转化为无约束问题,提高了求解效率,得到了全局最优弹道和相应的初始伴随变量.实例计算结果表明,数学模型正确,计算方法可行,在满足热流约束的条件下可以求解出最大终端速度弹道.     

装调误差对滚仰式导引头视轴指向的影响分析

研究了装调误差对导引头视轴指向精度的影响。针对滚仰式导引头的结构特点,对位标器的主要装调误差进行了分类。利用坐标变换和空间几何关系,得到了导引头视轴指向误差和装调误差的函数关系。仿真结果表明视轴的指向误差与指向位置和框架角位置都有关联。所得结果对导引头的指标分解具有重要的参考价值。     

一种适用复杂非线性黑箱系统的参数灵敏度分析方法

主要研究了全局灵敏度分析法在解决实际问题中的优点和不足,提出了基于均值和方差的多个局部灵敏度参数评价全局灵敏度,并用多属性决策机制进行灵敏度排序的双参数灵敏度分析方法。该方法克服了单一参数评价全局灵敏度的缺陷,不需知道输入变量和输出响应的分布规律,可以采用较少的数据量得到可信的结果,为复杂非线性黑箱系统参数灵敏度分析提供了新的思路,通过实例验证了本方法的有效性和可信性。     

基于多种群协同进化免疫多目标优化算法的百叶窗优化研究

为降低空气流通阻力、增加空气流量以及获得最大的防护能力,对装甲车辆进气和排气百叶窗结构优化进行研究。建立装甲车辆进气和排气百叶窗数值计算模型,根据冷却系统工作特点搭建冷却风道半实物仿真模型,对比分析优化前的仿真结果和台架测试结果,并给出了优化目标函数表达式。为解决优化效率低、计算量大的问题,确定设计变量并建立设计变量与目标函数之间关系的椭圆基神经网络替代模型。通过分析目标函数随设计变量的变化规律,采用基于多种群协同进化免疫的多目标优化算法对模型进行优化,确定了最终解。利用自组织神经网络对样本点进行数据挖掘,找到了内在规律。研究结果表明,优化后的进气和排气百叶窗在提高防护能力的同时,提高了散热性能。     

基于自适应神经网络的火炮身管结构优化研究

针对火炮多学科优化设计存在计算量大、收敛慢和易陷入局部最优的问题,提出一种基于自适应径向基函数（RBF）神经网络的结构优化方法。编程计算火炮高低温压力曲线,并对ABAQUS有限元软件二次开发将其加载进有限元模型以获取身管的优化目标值,构建其与设计变量间自适应RBF神经网络模型。引入罚函数法处理约束条件,采用遗传算法在模型中求解寻优。每次优化迭代时利用建立的局部和全局分析模型分别选取更新点,增加样本点来更新神经网络,以提高神经网络的局部和全局预测能力。采用典型函数算例和某火炮身管结构多目标优化,实例验证了所提出优化策略的有效性。研究结果表明：身管优化后质量减小了6.63%,结构刚度提高了5.60%,最大等效应力减小了6.34%;与仅使用遗传算法相比,该方法所需的有限元模型调用次数降低了86.5%,运行时间减少了83.3%,为火炮结构设计和优化提供了参考。     

水下航行器纵向运动的非线性自适应反演控制

针对水下航行器的纵向运动控制问题,设计了一种自适应反演控制器,保证了控制系统在动力学模型参数不确定情况下的全局渐近稳定性.为了解决水下航行器爬潜速度有界的问题,采用连续有界的atan函数设计俯仰角镇定函数,通过选择恰当的Lyapunov函数,减少深度跟踪误差造成过大的操舵输入.理论分析和仿真算例均证明了闭环控制系统的全局渐近稳定性,以及对不确定参数的自适应性.     

基于Labwin/CVI与C++ Builder的虚拟仪器设计

本虚拟仪器设计采用C Builder对Labwin／CVIDLL的动态链接，隐式连接用DLL的，lib实现，显式连接用C 的LoadlibraryO实现，传递数据双方声明全局变量共享，或在C Builder中声明并通过函数形式参数传递给Labwin／CVI，以调用Labwin／CVI的开发为例：Labwin／CVI在.h文件声明输出函数，在．c文件定义输出函数；C Builder毒调用模块在．h文件中声明调用函数，在．cpp文件中调用面板显示函数和采集数据。     

考虑动态延迟特性的含攻击角度约束的制导律

针对打击固定或者缓慢移动目标时带攻击角度约束的制导问题,设计一种考虑导弹自动驾驶仪动态特性的制导律。基于平面内导弹-目标的运动模型,采用滑模变结构和非线性反步控制的方法,将导弹自动驾驶仪的动态延迟特性近似描述为一阶惯性环节,通过高增益的饱和函数,结合改进的开关项系数来消弱滑模抖振的影响,最终使视线角速率和导弹的弹道倾角分别趋于零和期望值。仿真的结果表明：该制导律下导弹能以期望的攻击角度命中目标,有效地克服控制系统的动态延迟对导引精度的影响,对参数的变化和外界的干扰有很好的适应性和鲁棒性,具有工程应用的参考价值。     

多发弹气动参数联合辨识方法研究

利用局部优化算法对多发弹测量数据进行气动参数辨识,可能存在局部最优解,且同一气动参数多发弹的辨识结果有时差异较大。为提高弹丸气动参数辨识的准确性与合理性,提出一种同时 利用多发弹测量数据进行联合辨识的全局优化策略。该策略采用局部优化算法获得搜索空间,将弹丸飞行的稳定性条件作为约束条件,利用最小二乘准则构建准则函数,应用差分进化算法对多发弹数据同步全局寻优,从而获得唯一的全局最优解。以某大口径榴弹纸靶试验数据为例对所提方法进行了验证,结果表明：相比于现有的辨识策略,所提策略计算出的准则函数值更小,重构弹道结果与测量值更接近,且计算稳定性较好。     

基于包络法的冗余机器人运动可靠性

为研究7自由度冗余机器人中连杆长度、连杆偏距及关节角对末端执行器运动可靠性的影响,提出一种基于包络法的运动可靠性分析方法。在获得机器人运动学误差函数的基础上,通过1阶泰勒公式将其线性化处理,并采用概率法得到末端执行器位置和姿态的失效模型。采用包络法将时变运动可靠性问题转换成时不变运动可靠性问题,找到轨迹中失效概率最大的点,引入协方差矩阵解析失效极值点与端点之间的内在关系,以多维正态积分计算得到机器人运动可靠度。通过仿真算例对所提方法的有效性进行验证。结果表明：包络法获得的结果与蒙特卡洛法的求解结果基本吻合,求解效率得到了较大的提升;与等效极值法相比,包络法的求解精度较高、鲁棒性较好。     

基于泰勒展开法的结构混合可靠性分析

针对既有随机变量又有区间变量的混合不确定性问题，提出一种新的可靠性分析方法。该方法基于泰勒展开，得到了结构功能函数上界和下界的表达式；借助于降维方法，将功能函数近似表示为n个一维变量函数之和，利用泰勒展开，推导结构功能函数的前4阶中心矩；运用四阶矩法可分别获得结构失效概率的上界和下界。该方法无需随机变量的分布概型，避免了对迭代最可能失效点的求解。数值算例结果表明，该方法具有较高的计算精度和较好的适应性。     

基于T-S模型的无人机模糊控制器

针对无人机飞行姿态控制系统的传感器信息时延问题,设计了基于模糊控制理论的解决方案。首先将系统离散化,使时延问题得到简化。然后基于T-S模型,分析得到各时延变量的局部模型隶属度,从而建立T-S全局模糊模型。采用李亚普诺夫方法给出了稳定控制器存在的条件,并采用LMI方法进行求解。最后对控制器的效果进行了仿真验证。     

基于二参数寻优设计点的混合结构可靠性分析算法

针对机械结构中既含随机变量又含区间变量的混合可靠性问题,提出一种基于二参数的混合可靠性分析算法。区间变量使可靠性分析问题变为双层优化问题,为降低双层优化模型对计算效率的影响,将其解耦为概率分析和区间分析高效循环序列迭代模型;在概率分析时,引入两个调 整参数,分别控制搜索步长和搜索方向,以实现寻优设计点、保证收敛的稳定性及搜索效率;在区间分析时,将区间分析问题转化为方便求解的二次规划问题,并结合梯度投影法搜索区间最优点;通过两个案例分析,对所提算法的计算精度和效率进行验证。结果表明：该算法与蒙特卡洛抽样法相比,计算的最大失效概率相对误差均在5%以内,且函数调用次数在1 000次以内即可达到收敛;当功能函数非线性程度较高时,该算法同样具有较高的计算精度、效率及收敛稳定性。     

基于群集智能的传感器管理方法研究

传统传感器管理方法一般采用集中式处理,这种处理方式可能会产生中央节点负荷重和系统通讯压力过大等问题,同时也会因为局部启发式信息的引入而导致了公共悲剧问题.针对以上问题,本文将群集智能理论应用于多传感器管理研究,在以效能函数作为传感器效用函数的基础上,提出了基于群集智能的传感器管理方法.该方法为每个传感器定义个体效用函数...     

某点火器点火药柱耐冲击性分析与试验研究

针对某新研点火器进行2m跌落试验后点火药柱出现断裂问题,进行了耐冲击力分析与试验研究。结果表明:因点火器管体加长,支撑垫点接触设计不满足药柱缓冲效果,点火药柱在冲击过程中出现应力集中区域并发生断裂,通过将支撑垫点接触改进为线接触,解决了该故障。     

基于核函数最大值点跟踪的弹道实时融合方法

针对目前火箭弹道实时融合方法抗干扰性差、对初值敏感、依赖于理论弹道方程等问题,从测量误差的统计特性出发,证明了从有限样本构造的高斯核密度估计函数最大值点是产生该组样本高斯分布期望的无偏估计量这一结论,提出了一种基于高斯核密度估计函数最大值点跟踪的方法:根据各设备的测量数据构造高斯核密度估计函数,将弹道融合问题转化为求该函数最大值点的问题; 由于经典的迭代求解法耗时较长,对前一帧估计结果进行平移采样,将采样结果作为当前帧最大值点的近邻进行一阶泰勒估计,最后取核函数值最大的估计位置,从而完成跟踪。对方法的有效性进行了理论分析,并与经典迭代法的时间消耗进行了对比理论计算。结合实验从抗干扰性、初值敏感度、伸缩性能、稳定性方面,与目前的选优法、样条约束法、无迹卡尔曼滤波法进行比较,证明了该文方法具有估计精度高、鲁棒性强、可扩展性强、平滑度高的优势,且满足实时性要求。