证据理论在热保护火工品高温安全性评估中的应用

为了评估热保护火工品的高温安全性,根据假设的装药和保护结构失效温度分布及温升历程模型,建立了热保护火工品的安全性分析模型.采用证据理论中的专家判断方法处理模型参数确定中的不确定性问题,基于专家判断获得的参数区间分布情况,使用随机抽样方法,生成了N组模型参数,完成安全性分析并进行结果的统计表达.分析结果表明,证据理论可以成功用于热保护火工品高温安全性的量化评估.     

基于概率论与可信性理论的不确定性设计方法

综合应用概率论和可信性理论对随机和可认知混合不确定性参数进行建模,提出了基于概率论和可信性理论的不确定性设计方法.以固体火箭发动机燃烧室壳体不确定性设计为算例,验证了该不确定性设计方法的可行性.实际工程应用中,采用近似方法生成近似模型,将计算复杂的系统响应模型替换为计算简单的近似模型,可大大提高该方法的效率.     

飞行器大包线鲁棒飞行控制律设计

对于飞行器随环境改变而参数变化范围较大的问题,研究采用鲁棒控制方法进行控制律设计。重点研究被控对象不确定的建模问题。将飞行器参数变化视为飞行器对象的不确定性,分别给出了时域和频域两种不确定性的建模方法。采用时域状态空间模型不确定性的线性分式变换描述方法,对某飞行器进行了大包线范围的μ综合鲁棒控制律设计。设计仿真结果表明,控制系统不但具有鲁棒稳定性,而且具有鲁棒性能。     

不确定参数摄动的高超声速飞行器滑模控制

针对系统内不确定性参数摄动的高超声速飞行器(Hypersonic Vehicles,HV)模型,考虑到传统气动系数简化模型无法真实反映飞行器的气动特性和高超声速下某些不确定性参数摄动的问题,提出了一种改进的气动系数模型,利用改进模型得到准确的气动系数参数,设计了一种基于某些不确定参数的模糊函数逼近的高超声速飞行器滑模控制器。应用模糊函数的强大函数逼近能力对不确定参数进行逼近,应用非线性最小二乘法对改进的气动系数模型进行参数辨识,并与滑模变结构控制结合,提高了系统的鲁棒性,并实现了对系统指令的稳定跟踪控制。仿真结果表明,飞行器在加入速度阶跃指令和高度阶跃指令后,系统能够保持稳定性,并对不确定性参数具有很强的鲁棒性。     

基于随机和认知不确定性分离的PBX构件可靠性分析

由概率或概率盒方法量化高聚物粘结炸药(PBX)构件几何尺寸、材料属性、所受载荷等参数的不确定性,通过嵌套抽样法进行了不确定性传播分析,以分离随机和认知不确定性的影响。定量叠加了数值误差和模型形式误差,最终获得结构关心响应量的不确定性和炸药件的可靠度区间,与传统确定性的强度校核方法以及经典概率方法的可靠性分析结果进行了比较。结果表明,考虑不确定性的可靠性评估比传统确定性强度校核降低了工程应用的风险,而本方法给出的可靠度区间包含了经典概率方法计算的可靠度,在认知不确定性影响严重时仍然适用,并随着认知不确定性的缩减收敛于真实可靠度。     

火炮后坐阻力的区间不确定性优化研究

为减小火炮炮架受力,获得更优后坐阻力规律,进行了后坐流液孔尺寸的区间不确定性优化研究。结合公差带定义了三参数区间,构建了基于三参数区间的不确定性优化模型及算法; 以流液孔的几何尺寸为不确定性变量,利用上述方法对节制杆形状尺寸进行了区间优化设计; 优化求解了不同公差等级的节制杆外径。研究结果表明:优化后的后坐阻力峰值区间更小,后坐阻力曲线更加平缓,充满度更好。实现了节制杆外径尺寸设计与公差设计的同步优化,得到了兼顾工艺性和后坐阻力的节制杆外径设计方案。     

近程地对地战术导弹总体/发动机一体化优化设计

地对地战术导弹总体/发动机一体化优化设计是把飞行器和发动机作为一个系统,以系統性能最佳作为目标值来优选飞行器总体和发动机的设计参数。针对近程地对地战术导弹建立了最优控制过程模型及一体化的全系統模型。着重分析了一体化模型建立,融内外弹道为一体,各级同时优化,并应用庞特里雅金(Pontryagin)最小值原理和非线性多目标规划理论进行了求解。     

变体飞行器有限时间切换H∞跟踪控制

针对变体飞行器变形过程中的跟踪控制问题,基于切换线性变参数控制理论建立了变体飞行器模型。为了抑制变形过程中控制器切换和不确定性的影响,保证闭环系统有限时间有界同时满足指定的H_∞性能指标,基于模态依赖平均驻留时间方法和多Lyapunov函数方法,提出一种切换有限时间H_∞跟踪控制器的设计方法,并分析了系统的有限时间鲁棒稳定性,通过求解线性矩阵不等式得到控制器存在的充分条件。仿真结果表明,所提方法能够使飞行器系统准确跟踪指令,且对于控制器切换和不确定性具有鲁棒性,降低了控制器设计的保守性。     

无人飞行器H_∞混合灵敏度鲁棒控制

针对各类飞行器机动性能的要求不断提升的现状,以一种新型无人飞行器为主要研究对象,建立了无人飞行器的运动模型,并设计了一种基于混合灵敏度鲁棒控制理论的控制器对其进行姿态控制,使该无人飞行器姿态控制系统具有较好的鲁棒性能和干扰抑制能力,能够适应数学模型参数的不确定性,基于所建的模型进行了数学仿真和半实物仿真实验。结果表明,所设计的控制器在参数摄动时阶跃响应调节时间短,鲁棒性好。研究结果为解决无人飞行器运动中的复杂干扰问题提供了理论依据和参考方法。     

飞行器对航母近程防御武器系统突防效能研究

在给出飞行器典型飞行航路的基础上,采用概率分析法,以突防概率为评估指标建立了飞行器对密集阵(Phalanx)近程防御武器系统(C IW S)的作战效能模型.采用蒙特卡洛打靶法计算近程防御武器系统的雷达、光电搜索器对目标的发现概率,以及近程防御武器系统对目标的服务概率;采用数值积分法计算近程防御武器系统对目标的毁歼概率.针对反舰导弹和隐身飞机两种典型目标,计算了其对密集阵系统的突防概率,分析了飞行器飞行参数对突防效能的影响,并对飞行器的设计和使用提出了合理建议.