基于ZMP 的腿式缓冲平台着陆稳定性分析

为研究腿式缓冲平台着陆的稳定性,结合胶泥阻尼器特点,建立腿式缓冲平台动力学模型。以判别动态 稳定性的零力矩点(zero moment point,ZMP)理论为基础,得到腿式缓冲平台ZMP 坐标公式,并提出ZMP-四边形 和ZMP 偏移量稳定性判据。结果表明：该判据能够判定平台的着陆稳定性,并得到影响平台稳定性的各参数响应规 律,为腿式缓冲平台的进一步优化设计提供参考。     

基于改进粒子群优化算法的近炸引信最佳炸高计算方法

针对近炸引信适时起爆战斗部关系到对目标有效攻击乃至高效毁伤的问题,提出研究引信与战斗部配合的最优关系计算方法。建立引信近炸时战斗部威力数学模型,依据粒子群优化算法分析相关参数之间的关系;利用欧拉距离法对惯性权重进行动态更新,得到改进粒子群优化算法,将其应用于数学模型中,获得引信与战斗部配合威力计算模型。通过仿真实验得出杀伤面积与引信近炸时炸高、弹丸落角的关系,确定引信与战斗部配合最佳威力的条件,计算最大杀伤面积、90%杀伤面积对应区间和对应炸高。结果表明：该方法是可行和有效的,比传统方法计算最大杀伤面积精度更高,比粒子群优化算法收敛速度更快,更能满足靶场试验和实战化射击对计算速度的需求。     

基于协调粒子群算法的无限冲激响应滤波器优化设计

确定滤波器的参数和阶数是无限冲激响应(IIR)数字滤波器设计中的最重要问题。目前的IIR滤波器优化设计方法容易陷入局部极值,难以得到全局最优解,且阶数不易确定。针对IIR数字滤波器优化设计实质上是一个对参数优化的问题,引入了协调粒子群算法对IIR滤波器进行优化设计,将传统设计方法和优化设计方法相结合,根据传统设计方法确定滤波器的阶数,通过协调粒子群算法对参数进行优化,将最小均方误差函数作为适应度函数,将滤波器的性能要求作为算法终止条件,滤波器的稳定性作为约束条件。该方法解决了传统方法设计的结果不理想以及常用优化设计方法不收敛且阶数不易确定的问题。经过在实际系统中的应用,表明该方法是有效、实用的。     

基于随机鲁棒优化的导弹姿态控制系统设计

针对多目标优化算法设计的控制系统鲁棒性不强的问题,基于随机鲁棒方法设计了导弹姿态控制系统参数,并进行了对比仿真验证。在确定姿态控制系统结构基础上,根据系统对快速性和稳定性的要求,提出一个包含系统稳定性、时域指标和频域指标项的指标体系。在此基础上,通过对各指标或各指标的不满足概率适当加权,分别为粒子群优化算法和随机鲁棒方法定义适应度函数,并在参数取值区间内对待定控制参数进行寻优,从而实现姿态控制系统参数的优化整定。蒙特卡洛仿真实验表明了随机鲁棒方法用于鲁棒控制系统设计的有效性。     

超高射速自动机缓冲装置参数优化设计方法

针对超高射速自动机射击时由于后坐叠加而导致后坐力剧烈增加的问题,为减小后坐力,以某超高射速自动机为研究对象,对所确定的缓冲装置方案,应用优化设计的方法,建立了缓冲装置的优化设计模型,通过求解得到了优化的缓冲装置结构参数,并对优化参数下的缓冲性能进行了仿真分析.分析结果表明,采用所确定的缓冲装置方案和优化的结构参数,射击时的后坐力得到了大幅度降低,说明所确定的缓冲装置方案和采用的优化设计方法是有效的,可以用于指导超高射速自动机缓冲装置的设计.     

空降车辆着陆缓冲过程动态建模仿真

针对空降车辆空投试验费用高、周期长、风险大的现实问题,在某空降车辆方案设计阶段,建立车辆和缓冲气囊仿真计算模型。采用有限元分析法分别建立车辆模型、气囊模型、车辆与气囊刚柔耦合模型,对空投正常工况和极限工况下的着陆缓冲过程进行仿真计算,得出车辆着陆过程自由落体、气囊缓冲和气囊反弹阶段车辆姿态变化情况,车体底甲板、顶甲板和炮塔部位冲击加速度特性以及2种工况下车体结构最大应力部位和最大值。研究发现：在正常工况下,车体顶部甲板冲击加速度最大,平均峰值达11.31 g,最大应力均满足设计要求;在极限工况下,动力装置支撑处出现最大峰值冲击载荷,最大应力超出设计许用值,需要进行局部结构改进设计。研究结果表明,所提模型可为车辆结构优化设计提供量化载荷边界条件,为着陆缓冲过程试验测试方案提供计算数据,同时可为车辆和气囊优化匹配、试验、改进等提供理论依据。     

惯导系统基于粒子群算法的缓冲减振优化设计

为了保证惯导系统在复杂力学环境下稳定的工作,文中基于粒子群优化算法,在多约束条件下对惯导系统开展了缓冲减振优化设计。文中将惯导缓冲隔振系统简化成六自由度系统的振动模型,与有限元模型对比验证之后,通过粒子群优化算法进行了并行搜寻,快速、高效的获得了最优解,给出了减振效果较好的参数分布范围。通过数值分析结果对比、讨论得出:在保证强度要求下,橡胶隔振垫最好选择邵氏硬度较低的材料,其高度和内、外径差异尽量选择较大的数值。     

具有参数不确定性的火炮弹药协调器定位精度优化

基于火炮弹药协调器定位过程中的参数不确定性,提出一种间接提高定位精度可靠性的优化方法。分析了影响弹药协调定位性能的主要不确定性因素,对不确定性变量进行空间变换和拉丁超立方采样,根据空间变换后采样点到均值点的距离计算误差权值;在Simulink中建立协调过程的机电系统模型,并对各个采样点进行仿真以获取定位误差,对定位误差进行加权取和作为性能指标,使用粒子群优化算法对该性能指标进行了最优化设计。优化计算结果表明,该方法具有显著的优化效果和较高的计算效率。基于火炮弹药协调器定位过程中的参数不确定性,提出一种间接提高定位精度可靠性的优化方法。分析了影响弹药协调定位性能的主要不确定性因素,对不确定性变量进行空间变换和拉丁超立方采样,根据空间变换后采样点到均值点的距离计算误差权值;在Simulink中建立协调过程的机电系统模型,并对各个采样点进行仿真以获取定位误差,对定位误差进行加权取和作为性能指标,使用粒子群优化算法对该性能指标进行了最优化设计。优化计算结果表明,该方法具有显著的优化效果和较高的计算效率。     

空降车着陆缓冲过程结构强度分析方法研究

为了研究空降车着陆缓冲过程中的结构强度,采用有限元方法建立了车体-气囊有限元模型,在两种工况下进行仿真计算,获得最大加速度结果,并将有限元仿真与加速度试验结果对比。仿真结果能准确反映空降车着陆缓冲过程,车体冲击加速度满足着陆缓冲过程的要求。进一步得到了正常着陆工况和恶劣着陆工况下车体的应力分布情况,结果表明,车体最大Von Mises应力小于材料的抗拉强度,车体的结构强度满足设计要求。     

超重装备空投适应性仿真与优化

为了研究超重装备的空投适应性,采用气体动力学和热力学方法对空投超重装备的气囊缓冲过程进行了分析。分析了现有气囊结构带来的缓冲末端速度过大的特点,对气囊直径、高度进行参数化研究,找到了可行的设计区域。运用优化后的气囊结构参数,计算了正常着地工况下的气囊缓冲过程,得到气囊剩余长度、货台速度、加速度以及气囊内压等特性曲线。分析表明,经优化后的气囊实现20t超重装备的空投是可行的。     

基于改进PSO-LSSVM 的军用工程机械研制费用预测模型

针对传统参数法对装备研制费用进行预测存在的局限性问题,采用改进粒子群算法（particle swarm optimization,PSO）对LSSVM模型进行改进,构建军用工程机械研制费用预测模型。运用2种优化策略改进粒子群算法,对种群初始化过程进行控制、克服粒子群算法易于早熟的缺点。用改进后的粒子群算法优化最小二乘支持向量机的模型参数和核参数,以获得更好的预测效果。预测结果表明：该费用预测模型运用于军用工程机械研制费用预测,明显优于传统预测模型,具有很好的预测精度和效率。     

基于粒子群优化的某车载火箭炮自抗扰控制

针对车载火箭炮行进间的PID 控制方法存在动态性能的限制,提出一种自抗控制器的设计。针对自抗扰 控制器(active disturbance rejection control,ADRC)模块中存在众多且不便确定的参数这一问题,利用粒子群优化算 法(particle swarm optimization,PSO)较强的寻优能力,对扩张状态观测器的参数进行优化,并优化控制系统。仿真 结果表明：基于该控制方法的伺服系统稳定性显著提升,提高行进间火炮的控制精度与动态性能。     

空射运载火箭轨迹/穿越距离优化设计

空射运载火箭轨迹设计受载荷、载机安全性、姿控能力等多因素限制,为了解决空射运载火箭面临的复杂多约束条件下的轨迹优化问题,提出了一种考虑穿越距离、最大载荷约束、最大控制能力的轨迹优化设计方法。建立了机箭穿越距离模型与载荷计算模型,通过将上述模型转换为过程约束引入轨迹优化问题中,利用伪谱法对轨迹优化问题进行求解,从而实现多约束条件下的空射运载火箭上升段轨迹快速优化。在此基础上,梳理了空射运载火箭轨迹设计中影响火箭穿越距离、最大载荷的典型参数,分析了参数间的制约关系。仿真结果表明:该方法能够实现多约束条件下的空射运载火箭上升段轨迹优化,为空射运载火箭研制提供参考; 从降低火箭最大飞行载荷以及总体性能提升角度考虑,空射运载火箭应在较高高度进行投放,投放后以最大角速率将攻角调节至最大值,保证火箭快速穿越稠密大气,同时应尽可能缩短穿越距离,避免火箭在低空加速。     

正交试验法在制导算法优化中的应用

为优化制导算法的性能,需要确定影响制导性能的关键参数并进行寻优。利用正交法对影响性能的主要制导参数进行试验,确定出主次要因素,并对主次要因素进行排列组合,确定对应组合的参数取值。基于设计结果,进行了仿真验证,结果表明,正交试验法是一种十分有效的参数优化方法,可用于制导算法的完善和制导律的优化设计,缩短工程设计时间。     

基于参数优化变分模态分解和多尺度熵偏均值的行星变速箱故障特征提取

针对某型装甲车辆行星变速箱行星轮故障特征难以提取的问题,提出了结合参数优化变分模态分解(VMD)和多尺度熵偏均值的故障特征提取方法。为克服VMD算法参数选取依赖经验的弊端,采用粒子群优化算法对VMD参数进行优化。使用参数优化后的VMD算法对信号进行分解,并依据互信息选取有效分量对信号进行重构。多尺度熵能反映信号在多尺度下的复杂度,偏均值可以反映多尺度熵的均值和变化趋势。采用基于多尺度熵的综合指标多尺度偏均值,以全面反映振动信号在多尺度下的特性,用于衡量行星变速箱运行状态,从而进行故障特征提取。行星变速箱实验数据处理结果表明,新方法可以更加有效的提取行星变速箱故障。     

基于ADAMS的某转管武器缓冲装置的参数化设计

针对速转管武器射速的增加引起后坐力增大的问题,设计一种基于 ADAMS 的某转管武器缓冲装置。以某小口径自动武器缓冲装置为研究对象,在Solidworks中建立三维模型,以ADAMS为分析平台,对缓冲装置的关键设计参数进行优化分析,得到最优的参数组合。仿真结果表明：采用参数化分析结果匹配设计的缓冲装置,能够满足后坐阻力和后坐位移的要求,对武器其他结构参数的优化设计有一定的参考价值。     

基于人工鱼群算法的加农炮内弹道参数优化研究

基于100 mm加农炮经典内弹道数学模型,以最大膛压及初速的计算值与靶场射击试验值的平均相对误差为目标函数,以燃速系数和燃速指数作为拟优化的参数,运用人工鱼群算法对加农炮内弹道参数进行了参数优化研究。结果表明,人工鱼群算法对初值要求不高,容许范围大,且收敛速度快,全局寻优能力强,计算得到的目标函数值不超过0.1%。将优化后的参数应用到加农炮内弹道计算中,其计算结果与靶场试验结果相对于参数优化前误差进一步减小,其中参数优化后速度的误差仅为0.017%,优化后计算值与靶场试验值吻合得较好,因此可以将人工鱼群算法作为加农炮内弹道参数优化的一种有效方法。     

Design of PID Controllers of Anti-aircraft Artillery Servo System with Multiple Performance Specifications

A novel design method for determining the proportional-integral-derivative(PID) controller gains of an anti-aircraft artillery servo system with multiple performance specifications based on a particle swarm optimization (PSO) algorithm is proposed. First, a performance criterion evolution function combined with the system maximum displacement settling time, rise time, overshoot, steady state error, constant velocity tracking error and sine wave tracking error is defined. Second, the optimization problem of PID controller parameters and the searching procedure of PSO algorithm are constructed. Finally, the optimal or near optimal PID controller parameters are fast and easily obtained by solving the above optimization problem on the given controller parameter space following the PSO searching procedure. The simulation results show the effectiveness of the proposed controllers.     

Design of PID Controllers System with Multiple of Anti-aircraft Artillery Servo Performance Specifications

A novel design method for determining the proportional-integral-derivative（PID） controller gains of an anti-aircraft artillery servo system with multiple performance specificauons based on a particle swarm optimization （PSO） algorithm is proposed. First, a performance criterion evolution function combined with the system maximum displacement settling time, rise time, overshoot, steady state error, constant velocity tracking error and sine wave tracking error is defined. Second, the optimization problem of PID controller parameters and the searching procedure of PSO algorithm are constructed. Finally, the optimal or near optimal PID controller parameters are fast and easily obtained by solving the above optimization problem on the given controller parameter space following the PSO searching procedure. The simulation results show the effectiveness of the proposed controllers.