有动力运载器总体参数优化设计

在综合研究、分析有动力运载器技术要求及环境条件的基础上,提出了以运载器俯仰角速度为目标函数,以运载器的推力、水舵及推力矢量偏转角等作为设计变量,对运载器的弹道进行优化设计.对运载器水下所受到的随机干扰进行了探讨。     

双欧控制法在运载器水弹道中的应用

潜射导弹运载器采用水平发射、垂直出水攻击方式时,常规的水弹道控制系统因欧拉姿态角奇异等问题难以正常工作。采用正反欧拉角2套姿态描述系统,利用各自的奇异特点,设计了在弹道初始阶段利用正欧拉角控制规避和爬升弹道、末期利用反欧拉角精确控制出水俯仰角至90的双欧拉控制法,并进行了仿真试验。仿真结果表明,利用双欧拉控制法既可以保证弹道数据的直观性,又可大幅提高运载器出水俯仰角的控制精度。该方法不但可以用于运载器水弹道控制方案设计,亦可用于同类别的涉及大姿态机动的控制系统设计。     

无动力运载器水弹道特性计算

针对无动力运载器浮心重心距、发射离管速度和折叠尾翼解锁距离3种设计要素参数值一定的变化范围,对一种无动力运载器的水弹道特性分别进行了仿真计算和分析比较,获得了3种设计控制参数变化对运载器出水速度、俯仰姿态及弹道袋深等的影响趋势,对水下运载器性能设计具有一定指导作用。     

固体运载器大气飞行段内弹道优化设计研究

为提升固体运载器射程能力并改善复杂大气飞行段的姿态控制、载荷条件,以射程最大为目标,利用离散化方法建立了内弹道优化设计模型。通过等比调节与值域调控的迭代处理方法,将有约束优化模型转化为无约束优化模型。以自适应差分进化法开展优化仿真。仿真结果表明,固体运载器内弹道推力曲线采用“前高后低”的形式将有利于提高射程,并对改善大气飞行段飞行环境具有积极意义。研究成果可为固体运载体总体方案论证提供借鉴。     

运载器速度控制方案在水下发射导弹中的应用

利用速度控制方案,对运载器在水中运动的控制时序进行了研究和设计,并在此控制时序下,对运载器在有海浪影响下的水弹道进行了数学仿真计算.文中最后将计算结果与试验数据进行了比较分析,得到了满意的结果.     

运载器垂直出水弹道姿态角奇异性问题研究

研究了欧拉角定义的物理奇异性和欧拉方程求解的计算奇异性，分析了运载器垂直出水弹道姿态角定义面临的问题，提出用反欧拉法来定义和考核运载器出水弹道的姿态角。最后分析了应用反欧拉法姿态角定义的可行性及其对内测系统的要求。     

基于MATLAB的潜空导弹运载器的水弹道研究

在潜空导弹运载水下六自由度运动模型建立方程的基础上，针对潜空导弹运载器与导弹水面分离后下沉物提出了两种弹道设计方法，并利用Matlab对这两种设计方法进行了仿真与比较。本课题的研究在运载器的弹道设计方面具有实际意义，得出了一些有用的结论。     

近水面航行的导弹运载器弹道稳定性

根据导弹运载器外型设计分析其近水面航行的稳定性问题,在导弹运载器水下六自由度运动模型建立方法的基础上,利用Matlab对运载器在大深度发射情况下的控制方案及水中运行弹道进行了数学仿真研究,利用Simulink模块对运载器近水面航行的稳定性进行了分析.数学仿真和稳定性分析结果表明导弹运载器在近水面航行时具有较强的抗纵向扰动能力,运动是稳定的.该研究在运载器的弹道控制和稳定性设计方面具有实际意义.     

机载布撒器滑翔方案弹道优化与方案弹道库设计

根据布撒器的飞行弹道特点，建立了滑翔方案弹道的优化设计模型，采用优化设计方法对其进行了弹道优化设计；在此基础上，针对机载投放的不确定性问题．提出了建立方案弹道数据库的解决方案，并对数据库的精度和效率进行了分析。     

iSIGHT在鱼雷鳍舵优化设计中的应用研究

在解决鳍舵优化设计问题的过程中,引入集成优化框架iSIGHT,利用iSIGHT的优化迭代计算功能得到一种基于iSIGHT的鱼雷鳍舵优化设计方法,并将得到的设计方案与相同初值条件下通过传统方法得到的设计方案进行了分析和比较。分析比较的结果证明:用基于iSIGHT的优化设计方法来解决鱼雷鳍舵设计优化问题是可行的,并且能得到令人满意的设计方案。     

iSIGHT在鱼雷线形优化设计中的应用研究

寻找最优设计方案是鱼雷设计的重中之重,针对目前鱼雷优化设计领域还没有一套公认的优化设计方法这一现状,提出了一套基于iSIGHT的工程设计优化方法,将这款商业软件应用于鱼雷线形优化设计中,采用了模拟退火算法+连续二次规划法的优化策略,集成流体分析软件Fluent对雷体线形的流体参数进行了计算,并与传统优化方法结果相比较,结果表明,基于iSIGHT的优化设计方法在鱼雷线形优化设计中是可行的,能够得到令设计人员满意的鱼雷线形优化方案.     

基于Matlab和iSIGHT的弹道曲线拟合方法

借助Matlab和iSIGHT软件平台强大的功能，优化不同时间点上阻力系数的修正系数，从而实现多管火箭弹系统（MLRS）速度曲线和弹道曲线的最优拟合．根据飞行力学方程，采用Matlab软件建立远程火箭弹的六自由度弹道仿真模型，解算理论弹道，得出实测弹道和理论弹道的偏差信息．采用在不同时间点增加阻力系数修正系数的方法拟台速度-时间曲线和位置-时间曲线．借助iSIGHT的优化设计功能，得到允许误差下的最优拟合结果．     

基于iSIGHT的鱼雷摆盘发动机活塞多学科设计优化

为进一步对鱼雷摆盘发动机活塞进行优化设计,综合考虑其温度、结构及强度,基于多学科可行性法（MDF）建立了摆盘发动机活塞的多学科设计优化（MDO）模型,并使用UG和ANSYS进行温度场和强度学科设计与分析。给出了活塞多学科设计优化分析仿真流程,并基于iSIGHT集成UG和ANSYS建立其多学科设计优化平台,通过二次开发实现了参数输入、输出、更新及软件间数据交流。经优化的活塞质量较原来降低了21.81%,最高温度降低了55℃,第1环槽温度降低了29℃,最大应力降低了10 MPa。仿真结果表明,活塞轻量化的MDO可有效处理热-结构耦合因素,在降低活塞质量的同时改善了温度及应力特性,提高了设计优化效率。     

基于iSIGHT的战术导弹多学科设计优化

讨论了基于响应面的协同优化方法计算框架,并利用该方法在iSIGHT软件中实现了导弹多学科的集成,建立了包含气动、弹道、发动机和质量4个学科的战术导弹的系统优化模型.对基于响应面的协同优化方法和单级多学科优化方法进行优化分析比较,结果表明,基于响应面的协同优化方法要优于单级多学科优化方法.     

水雷出水攻击空中弹道设计与分析

针对水雷出水攻击的作战模式,设计了该模式下的空中攻击弹道,建立了水雷出水攻击弹道数学模型,分析了垂直上升弹道的姿态稳定控制、快速转弯弹道的限制转弯角速率和设置俯冲角、俯冲攻击弹道导引等关键技术,最后对各段弹道的动态特性进行了仿真。仿真结果表明,预设弹道稳定可控,能按预设弹道实施对目标的打击。     

固冲发动机导弹方案弹道设计与优化

文中针对以固冲发动机为动力装置的导弹弹道特性与推力特性高度耦合的特点,建立了相应的方案弹道优化模型,并采用基于遗传算法与序列二次规划算法的组合优化方法,以最大射程为目标进行内外弹道一体化优化设计.弹道仿真结果表明:所得到的优化后的飞行弹道方案,在满足飞行条件约束和发动机设计约束的情况下,射程提高了约21.7％.从而验证了所用优化方法的有效性以及一体化优化设计的必要性.     

基于hp自适应伪谱法的变后掠翼导弹弹道优化设计

为了提高变后掠翼导弹的终端速度,对其末端弹道优化问题进行了研究。基于终端速度最大,采用后掠角和攻角双变量优化方案,建立了在动压、过载及边界条件等多约束条件下的弹道优化模型。鉴于全局伪谱法在解决复杂多约束条件下最优控制问题存在的局限性,采用将全局伪谱法与hp型有限元法融合的hp自适应伪谱法,将弹道优化问题转化为非线性规划问题,并将仿真结果与已有的粒子群算法的最优弹道对比,验证了模型和方法的正确性。结果表明,采用hp自适应伪谱法得到的最优弹道在保证了较高的命中精度的前提下,能够以更高的终端速度和更佳的弹体姿态攻击目标。     

基于iSIGHT平台的车辆动力传动系统联轴器刚度优化研究

为减小传动系统扭振响应,基于iSIGHT优化设计平台,集成自编的车辆动力传动系统扭振分析程序建立了反映系统振动的多目标优化模型。该模型以联轴器刚度为设计变量,以多个轴段的附加扭振应力最小为目标,采用Pointer全能优化器求解,实现了联轴器刚度优化设计。优化后,扭振角位移及轴段附加扭振应力都显著减小。结果表明,通过iSIGHT优化平台集成扭振分析程序,形成了一个快速有效的优化系统,对车辆动力传动系统联轴器刚度的设计具有指导意义。