影响炮口扰动的火炮总体结构参数灵敏度分析与优化

从减小炮口扰动的角度出发,利用ADAMS软件建立了某火炮发射过程的刚柔耦合模型,考虑了身管、摇架、上架的变形,通过灵敏度分析获得了火炮总体结构参数对炮口扰动的影响强弱;结合灵敏度分析结果,联合小生境遗传算法与ADAMS软件进行了火炮动力学的多目标优化分析,有效降低了炮口扰动,对火炮结构设计和动力学分析具有一定参考价值。     

基于神经网络和遗传算法的火炮结构动力学优化

为研究炮口扰动优化问题,提出采用非线性有限元、试验设计、神经网络和遗传算法相结合的方法进行火炮结构动力学优化。建立了某大口径火炮上装部分非线性有限元动力学模型,结合试验设计进行了火炮结构动力学分析。以试验数据为训练样本,建立了基于贝叶斯正则化算法的反向传播（BP）神经网络来模拟火炮总体结构参数与炮口扰动之间的非线性映射关系。构造了炮口扰动优化目标函数,利用遗传算法对目标函数进行求解,实现了火炮总体结构参数的动力学优化。研究表明所建立的火炮总体结构参数与炮口扰动之间的非线性映射关系具有很高的可信度,运用该方法进行火炮结构动力学优化行之有效。     

基于遗传算法的火炮反后坐装置结构多目标优化研究

大口径火炮后坐阻力和炮口扰动是影响火炮射击精度的关键因素,为了减小后坐阻力峰值和炮口扰动,基于刚柔耦合动力学理论,建立了某型火炮刚柔耦合系统动力学模型。从反后坐装置结构和总体结构的角度出发,利用ADAMS底层开发模块,结合小生境遗传算法程序建立多目标优化函数,进行火炮反后坐装置结构多目标优化设计。优化后的后坐阻力峰值及炮口扰动明显降低,表明所提出的优化方法合理可行,为火炮总体结构和反后坐装置结构的优化设计提供一定的技术参考。     

某轻型火炮结构参数灵敏度分析及稳定性优化

针对某轻型火炮射击精度和稳定性问题,提出了以提高火炮射击稳定性和减少炮口扰动为目标函数的火炮总体结构参数优化设计问题。利用ADAMS软件建立了火炮发射动力学模型及参数优化模型,并利用ISIGHT软件采用遗传算法进行了优化求解。优化结果表明,优化后火炮系统的射击稳定性得到了很大提高,同时,也验证了优化模型的正确性和优化算法的可靠性。     

火炮多柔体动力学结构优化研究

针对现有动力学优化方法很难对多体系统中的柔性体进行结构优化的问题,提出结合多学科代理模型法和改进的非支配排序遗传算法的多柔体动力学优化方法。以火炮炮口振动参数为输出,柔体模态参数和部分火炮总体参数为输入,在已验证的多体刚柔耦合模型的基础上,采用径向基函数-反向传播神经网络建立了具有良好泛化能力和预测精度的代理模型。利用改进的非支配排序遗传算法对各炮口振动参数进行动力学优化,采用max-min准则从优化得到的Pareto最优解集中优选出一个较为兼顾各优化目标的解,与原模型结果对比,优化效果明显。该方法能用于火炮多柔体动力学结构优化,也为火炮总体结构设计和相关优化提供了一定的参考。     

某火炮射击稳定性的总体参数灵敏度分析与优化

为保证火炮射击精度,火炮系统应满足射击稳定性条件。通过分析全炮的拓扑结构,建立火炮刚柔耦合动力学模型。考虑身管、摇架和上架的变形,取3部件为柔体,其余部件为刚体,分析火炮射击稳定性。建立火炮射击稳定性敏感度分析模型进行总体参数灵敏度分析,寻求对射击稳定性影响较大的设计变量。采用遗传算法对火炮射击稳定性进行了优化,有效降低了下架前座盘跳高,提高了射击稳定性。该动力学分析和优化为火炮的总体设计提供一定的理论依据。     

带约束优化问题的遗传算法

针对带约束优化问题,提出了隔离小生境的多种群孤立进化遗传算法.定义某已知函数,按组划分小生境,计算适应值.对每个小生境进行选择组成交配池,进行单点交叉,再计算适应值,选择下一代种群.该算法适用于非线性系统模糊控制器的优化问题.     

火炮回转质心对弹丸起始扰动的影响研究与优化

为了有效提高轻型牵引火炮射击精度,探索了火炮回转部分质心位置变化对弹丸起始扰动的影响规律;通过调节影响火炮回转部分质心位置的总体结构变量来间接改变质心位置,并在此基础上构建了火炮回转部分质心变化与弹丸起始扰动之间的参数化有限元模型;研究结果发现火炮回转部分质心位置变化对弹丸起始扰动具有较为明显的影响,在得到回转部分质心位置变化对弹丸起始扰动影响规律的基础上,利用遗传算法对火炮回转部分质心位置进行了优化,对指导火炮总体结构设计具有一定的指导意义。     

基于动力学仿真的车载火炮射击稳定性优化

为了提高车载火炮系统射击稳定性，基于动力学仿真和优化方法进行后坐稳定性和复进稳定性优化研究。采用多体系统动力学建模理论和方法建立全炮系统动力学模型，结合优化设计理论和方法，建立车载火炮射击稳定性优化模型。采用遗传算法，对火炮系统的射击稳定性进行结构参数和动力学参数的优化。优化结果表明，优化后车载火炮系统的射击稳定性得到很大提高，同时也验证了优化模型的正确性和优化算法的可靠性。     

多级优化算法在火炮总体结构设计中的应用

随着现代战争模式对武器装备性能要求不断提高,需要新的设计方法以实现火炮总体结构参数最优设计,为此提出一种能够综合考虑各方面性能的火炮总体结构优化设计方法.建立火炮多体动力学的参数化模型,基于最优拉丁超立方试验设计方法得到设计参数的灵敏度和大量的输入-输出数据,由各参数的灵敏度合理计算不同射击工况及不同评价指标下的权重值...     

车载式榴弹炮武器固有可用度的分析与评价

在分析车载式榴弹炮武器系统的基础上，建立单门和多门车载榴弹炮作战的固有可用度理论模型，分析对车载榴弹炮固有可用度的影响因素，提出提高车载榴弹炮固有可用度的技术途径和方法，在理论上为车载榴弹炮武器的发展提供依据。通过算例分析表明，车载榴弹炮系统在实际作战中的固有可用度较高，具有良好的发展前景。     

某型车载炮作战效能评估

根据某型车载炮的性能特点,充分考虑在传统评估中被忽视的指挥控制效能的影响,将该车载炮的作战效能分解为火力效能、运行效能、防护效能和指挥控制效能4部分。采用幂指数法建立其作战效能评估模型,以该车载炮为标准火炮,并选取3种典型火炮作为参评火炮,通过参评火炮与标准火炮的对比,得出4种火炮的作战效能评估结果,根据评估结果对该车载炮的优、劣势进行分析,为其作战使用提供科学指导。     

面向火炮射击密集度的随机因素稳健设计

为了实现对射击密集度的有效控制,解决考虑随机因素的射击密集度优化设计问题,利用基于随机模型和随机优化的稳健设计理论,提出一种指标要求导向型的随机因素参数区间计算方法。基于蒙特卡洛模拟,采用六自由度外弹道模型,利用某型大口径榴弹炮数据求解射击密集度并研究其统计特性。利用不合格概率、灵敏度指数两个稳健目标准则,构建射击密集度稳健设计随机模型。采用带精英策略非支配排序遗传算法并结合反向传播神经网络代理模型技术对稳健设计随机模型进行优化求解,确定符合指标要求的随机因素参数区间。对比分析结果表明,该方法可同时保证射击密集度指标的最优性和稳健性,对射击密集度的预测具有一定可行性。     

某车载炮系统振动特性研究

车载炮系统的射击精度与其自身的结构动态特性密切相关。因而很有必要研究火炮结构的振动特性对火炮射击精度的影响。利用多体系统传递矩阵法将车载炮系统处理成由多个刚体、集中质量、空间弹性梁并按一定的方式铰接而成的刚弹耦合系统。利用传递矩阵法并依据确定的传递方向,可将车载炮系统由下到上依次划分为：车轮、车体、除去起落部分的回转部分、除去后坐部分的起落部分、炮闩、身管和炮口制退器。每个部件可按照自然属性视为刚体、弹性梁和集中质量。建立了车载炮系统的动力学模型,利用Matlab编程计算并得到了某车载炮系统的振动特性。     

牵引火炮数字化改造

根据我国国情,目前还装备有大量的牵引火炮。为适应未隶数字化战场的需要,有必要对牵引火炮进行数字化改造。结合外军牵引火炮数字化改造进展情况,指出机电技术融合是牵引火炮数字化改造的关键,除了传统火控系统、定位系统外,如火炮姿态检测、弹道修正等也应融入到数字化改造中,最大限度提高牵引火炮作战效能。     

车载炮底盘载荷分离设计技术

发射载荷的传递控制是车载炮轻量化高机动设计的关键,一直是火炮研究领域的热点问题。为了控制发射载荷的传递,依据车载炮的构型特点,提出了发射载荷作用下底盘的载荷分离设计技术,构建了发射载荷分离满足的约束条件;基于车载炮的拓扑结构,建立了车载炮发射的动力学模型,给出了边界条件、放列协调条件和约束条件;通过对比车载炮发射过程关键部件的受力和响应的计算结果和试验测试结果,验证了所建立模型的正确性;不同支撑结构条件下轮胎受力以及射击稳定性分析结果表明：车载炮的载荷分离设计不仅可免除车载炮发射载荷对底盘轮桥系统的影响,为车载炮具有与底盘相同的可靠性提供了保障;此外,载荷分离设计对车载炮性能提升也有很好的作用,由此验证了载荷分离分析原理的有效性,可实现车与炮功能上的一体化、性能上的解耦设计。车载炮载荷分离设计实现了轻质底盘承受发射强冲击载荷的功能,是远程火炮高机动发射的理想方法。     

动态三角模糊数互反判断矩阵一致性及修正

为了克服传统层次分析法中无法表现判断模糊性和系统时变性的缺点,提出了基于遗传算法的动态三角模糊数互反判断矩阵一致性检验、矩阵元素修正和权值排序的方法。将判断矩阵的一致性检验、矩阵元素修正和权值排序作为一个整体处理。采用小生境遗传算法优化求解建立的一致性指标系数非线性函数,可在对初始判断矩阵做最小程度修正的基础上使修正后的判断矩阵满足一致性要求,给出权值排序结果。分析了算法的复杂性和稳定性,并通过算例对比验证了方法的有效性。理论分析和算例对比表明,算法可充分利用初始判断矩阵信息,满足离线评估要求,在权值排序方面表现出稳定性。在有效解决评估系统模糊性和时变性方面具有意义。     

自行加榴炮药温精确测量研究

药温是155 mm自行加榴炮的主要战技指标之一,是影响火炮初速和射程的重要参量.在分析发射药传热特性的基础上,建立了描述药温变化规律的非稳态热传导模型,开发了一种非接触式全自动药温在线测量装置,可实现对自行加榴炮的装药温度场和实时平均温度的精确测量,并能通过该装置上的通讯接口将测量结果传输给火控系统的炮长任务终端,满足了自行加榴炮武器系统对数字化和信息化的要求.     

火炮虚拟样机的总体框架及初步应用

探讨了虚拟样机技术在火炮中的初步应用.在阐述火炮虚拟样机技术基本内涵的基础上,结合火炮武器装备研制的特点,提出了一种火炮虚拟样机的总体框架,建立了火炮武器系统设计、研制、试验和评估的集成化虚拟样机环境.以某车载火炮的总体方案为例,介绍了虚拟样机的建模、仿真,并分析了虚拟样机的性能,结果表明虚拟样机技术可有效地支持火炮武器系统的数字化设计研制.