轻型反潜鱼雷最优垂直命中末弹道设计

在轻型反潜鱼雷最优垂直命中弹道设计中,基于庞特里亚金（Pontr）,agin）极小值原理解析求解得到的最优垂直命中导引律具有理论基础完备、形式简洁等优点,但因其推导过程进行了一系列简化处理,适用范围变窄,且控制系数不易获得,事实上难于直接应用。为此,本文提出了一种实用的鱼雷最优垂直命中末弹道的设计方法,即对上述导引律进行面向工程应用的二次优化设计,从而得到满足不同初始作战态势下的最优导引律。通过弹道数字仿真验证了该方法的可行性和可靠性。分析了末弹道优化系统的设计灵敏度,提出了合理的优化设计建议。     

冲压发动机为动力导弹爬升弹道优化

针对以冲压发动机为动力的战术导弹的爬升弹道优化,建立了优化问题的数学模型,提出了基于射程直接离散的参数化方法,分别就耗油最少和飞行时间最短的爬升弹道利用遗传算法进行了优化。通过仿真获得了这两种优化弹道．并证明了这种参数化方法对于处理这种弹道优化问题是有效的。弹道的优化研究为以冲压发动机为动力的战术导弹的弹道设计提供了理论参考。     

基于弹道仿真的鱼雷性能优化方法

基于仿真的总体性能优化设计是当前复杂机电产品总体设计的新方法。鱼雷总体性能设计中涉及的学科和参数众多,为提高其打击效果,应将这些参数合理匹配。该文提出了基于弹道仿真的鱼雷总体性能优化设计方法,建立了其全弹道模型,编制了完整的弹道仿真lib库,并以弹道设计中的部分参数为例采用遗传算法进行了匹配优化测试。结果表明,该性能优化方法切实有效,可推广应用于鱼雷总体性能更多参数的优化设计中。     

变后掠翼导弹中制导律设计

研究了可变后掠翼导弹的制导律问题,它在整个导弹设计过程中起着非常重要的作用;针对可变后掠翼导弹外形参数可变的特点,建立了弹道优化数学模型,并针对滑翔段弹道进行了优化设计;提出了一种基于动态虚拟目标点的滑翔中制导律,通过仿真分析验证了其可行性。研究结果可为变后掠翼导弹总体设计提供参考。     

一种多目标约束下的主被动段弹道联合优化方法

针对助推-滑翔式弹道导弹,提出一种主被动段弹道联合优化设计方法,并以多目标约束下的最大射程弹道设计为例,讨论了联合优化设计过程中所需解决的一些关键问题.仿真结果表明,相比于分段优化设计方法,联合优化方法所设计出弹道性能指标有明显提高.     

国外临近空间飞行器全程弹道一体化设计与优化

在传统的弹道分段优化设计基础上,针对国外某临近空间飞行器,提出一种全程弹道一体化设计与优化方法。建立包含助推段、变轨段、滑翔段与下压段的复杂多阶段多约束全程弹道优化模型,采用Guass伪谱法进行参数离散,基于遗传算法与序列二次规划法组成的复合优化算法,实现了全程弹道优化仿真计算。仿真结果验证了多阶段多约束优化模型处理方法的可行性,检验了全程弹道一体化设计与优化算法的有效性,为解决各类弹道优化问题提供了一种新的求解思路。     

基于Pareto遗传算法的无后坐炮内弹道多目标优化设计

针对某中口径无后坐炮研制中的内弹道设计问题,将多目标优化的Pareto遗传算法与无后坐炮经典内弹道数学模型相结合,以最大膛压和初速作为优化设计的目标,对药室容积和发射药药量进行了多目标优化设计,提出了一种基于Pareto遗传算法的无后坐炮内弹道多目标优化方法。优化结果表明:所采用的Pareto遗传算法与内弹道相结合是可行的; 利用Pareto遗传算法,所得数个内弹道目标优化解以Pareto前沿面的形式给出,设计人员可根据需要从中选择无后坐炮内弹道的最优设计方案。     

某特殊结构枪弹气动外形与结构参数优化设计

针对枪弹弹头在稳定性、风偏敏感性以及穿甲能力条件下的外弹道设计问题,提出了一种气动外形与结构参数的优化设计方法。以类似美国M855枪弹的弹头结构为研究对象,将其分为铜质壳体、铅心及钢心3部分,以3种材质体积占比及弹头气动外形参数为优化设计变量,以横风风偏敏感性最小和穿甲厚度最大为优化目标,考虑外形参数、结构参数和稳定性等约束,建立了多目标优化设计数学模型,并采用标准粒子群算法获得全局最优解。仿真结果表明：优化后的气动外形和结构参数可确保弹头全弹道上满足动态稳定性要求;与初始方案相比,优化方案的弹头横风风偏敏感因子减小了16.4%,落点动能增大了18.2%,穿甲厚度提高了41.8%;与对比方案相比,优化方案的弹头在气动外形以及速度变化相同的情况下,结构参数的优化使弹丸穿甲能力提高了24.9%,同时获得了更好的稳定性,验证了本文所提优化设计方法的合理性与可行性。本文研究可为枪弹外弹道设计提供一个新的思路。     

基于高斯伪谱法的滑翔弹道优化算法研究

为了提高滑翔增程制导炮弹方案弹道的优化效率,提出了一种基于高斯伪谱法的方案弹道优化方法。以滑翔时间最短为性能指标,滑翔舵偏角为设计变量,建立了纵向平面内弹道优化模型,采用高斯伪谱法对状态量和控制量进行了离散,将最优控制问题转换为非线性规划问题,并利用序列二次规划法对其进行了求解,仿真结果表明该方法收敛域大,对初值不敏感,优化精度高,可为远程制导炮弹的方案弹道优化设计提供一定的参考。     

整体式固冲发动机空空导弹一体化设计

采用分步优化方法，研究了整体式固冲发动机中远程空空导弹的一体化设计问题。在质点弹道总体优化设计中，把导弹和整体式固冲发动机作为一个系统，优选了导弹和发动机的参数；在质点系优化设计中，对控制系统参数进行优选，满足导弹的命精度要求。实例计算结果表明，采用分步优化方法具有较高的效率，便于工程应用。     

滑翔增程弹弹道优化设计研究

研究了炮弹的增程优化设计,建立了滑翔增程弹的运动模型,为了简化问题及获得良好的弹道,提出分段优化全程弹道的方法;全程弹道分为弹道段、滑翔段,采用不同方法对各段进行优化,包括最佳射角设计、能量损失最小弹道设计、最优滑翔设计等,从而使得整个弹道达到最优;通过对某型炮弹为对象的数字仿真,所设计的弹道能够实现最大增程效果;研究结论对滑翔增程炮弹弹道优化设计具有一定的参考意义。     

助推-滑翔导弹弹道优化与总体参数分析

为解决助推-滑翔导弹的弹道设计与性能分析问题,提出了一种分段优化的全弹道设计方法.利用工程估算方法估算导弹的助推器参数,建立了弹道优化模型,将全弹道分为主动段和滑翔弹头飞行段,分段进行弹道优化.采用Gauss伪谱法将弹道优化问题转化为非线性规划问题,采用序列二次规划(SQP)等数值方法进行求解.仿真结果表明,Gauss伪谱法处理此类多阶段多约束的弹道优化问题效果较好,最优弹道起伏较小,控制量变化平滑,各项约束都得到满足.利用弹道优化分析了起飞质量、主动段终端倾角对导弹射程的影响,并与弹道导弹进行了比较,结果表明,助推-滑翔导弹在增程方面具有较大优势.     

基于微粒群算法的中制导弹道优化设计

为使拦截武器有效拦截目标,将直接多重打靶算法与微粒群算法相结合,设计了一种基于微粒群算法的中制导弹道优化算法。该算法借鉴直接多重打靶算法基本思想,将状态空间与参数空间分别进行分解与分段,并在此基础上结合中制导末端条件构建性能指标函数,将弹道优化问题转化为多目标优化问题;基于对指标函数之间依赖性的分析,在求解过程中将多目标优化分解为参数层和指标层优化两部分,采用微粒群算法对其进行分层优化求解。仿真研究表明,该优化算法能够对弹道进行有效优化。     

地面火炮射程的外弹道优化设计

本文以射程为优化目标,对火炮弹丸在全弹道上从气动力、外弹道等诸性能方面进行了系统综合优化,同时,对火炮、弹丸外弹道优化理论中的一些问题进行了探讨,建立了优化设计数学模型,并采用数学规划方法求解,编制了相应的计算程序。利用该计算程序,只要根据下达的设计任务输入一些已知参数(如炮口能量、膛线缠度等),就可对弹丸最大射程的外弹道优化设计进行计算,给出最佳的弹重、初速、弹形参数等主要设计参数。文中还对175mm火炮弹丸进行了优化设计计算,并与原方案进行了比较.另外,利用该程序还可进行优化计算在满足一定射程时所需的最小炮口能量。     

激光半主动寻的制导在滚转导弹上的应用

将激光半主动寻的制导应用于滚转导弹上,通过导引头回路分析、提高导弹落角、自动驾驶仪优化设计、控制力的形成等方面的研究,解决了偏差测量问题和控制导弹消除偏差问题。通过自动驾驶仪参数优化和导弹弹道仿真,可以得到满足设计要求的导弹弹道。激光半主动寻的制导可以成功应用于滚转导弹上。     

基于Simulink的二维弹道修正组件控制电路仿真方法

针对二维弹道修正组件控制电路优化设计过程中需要进行大量试验对电路参数进行优化的问题,提出了一种基于Simulink的二维弹道修正组件控制电路仿真方法。该方法首先建立了二维弹道修正组件控制电路仿真模型,并在无控状态下对仿真模型的准确性进行了验证;然后在磁力矩电机工作于200 r/s时,改变控制电路中负载阻值、PWM信号占空比、电容容值等参数对二维弹道修正控制电路进行了仿真分析。仿真结果表明:负载阻值、电容容值的改变对磁力矩电机控制力矩影响不大,应尽量选用小阻值的负载和大容值的电容,降低负载电压;PWM信号占空比10%～40%范围内,磁力矩电机控制力矩线性度较好。该方法可以用于对二维弹道修正组件控制电路参数进行优化设计。     

导弹过渡段弹道优化设计与制导

针对滑翔段到巡航段的过渡段弹道优化与制导问题,在考虑过程约束和巡航段初始约束的条件下,运用Gauss伪谱法将最优控制问题转换为非线性规划问题,利用SNOPT求解了导弹过渡段的最优弹道。然后,将运动方程关于标准弹道线性化,利用LQR最优控制设计弹道跟踪器,给定弹道偏差的条件下,运用MATLAB进行了仿真校验,结果表明LQR跟踪器能够很好的跟踪Gauss伪谱法设计出的优化弹道。     

iSIGHT在运载器出水弹道优化设计中的应用

在无动力潜射导弹运载器大深度发射出水弹道设计中,由于设计参数众多,约束条件复杂,手工进行时序弹道控制方案设计与调优是一件十分繁琐的工作,需要很多的经验与技巧,且不能保证获得最优控制方案。该文采用多学科集成优化设计软件iSIGHT对出水弹道控制方案优化设计进行了建模与研究,不仅实现了设计过程的自动化,提高了设计效率,而且获得了性能优化的出水弹道控制方案,为运载器出水弹道性能的改进设计提供参考。     

高速导弹弹射内弹道优化设计研究

针对高速动能导弹提出了可行的弹射方案,建立了内弹道参数的模拟计算和优化方法.通过对弹射内弹道的优化设计,满足了高初速、低后座的要求.     

改进型实数编码遗传算法在内弹道优化中的应用

为实现内弹道装药结构的优化设计方案,提出将改进型遗传算法应用于内弹道优化数学模型.在基本遗传算法的基础上采用实数编码方式并对遗传操作进行改进,引入最优保留策略,使其更适合内弹道优化模型的复杂非线性.建立了具有代表性的某高炮内弹道装药优化设计模型,通过计算机仿真得到优化方案,并与采用模式搜索法和基本遗传算法得到的优化方案进行对比,结果表明,采用改进遗传算法进行内弹道优化是有效可行的.