计算机仿真系统述评
摘要：国内外现有计算机仿真系统,琳琅满目,而且普遍存在着＂建立仿真应用研究的时间太长、费用太高＂的问题。原因就在于缺乏正确的技术理论指导,或盲目追求大而全,或低水平地重复。显然,在需求牵引、技术推动、经济支撑下,紧跟时代前进步伐,要用信息化理念和方法建立计算机仿真系统。高新技术与先进管理相结合才可能有高质量仿真系统的诞生。为了今后建立又好又快又省的计算机仿真系统,把现有计算机仿真系统归纳一下,以便从中吸取教训,改进工作。爆破扫雷器遗传优化RBF模糊控制器研究
摘要：研究爆破扫雷器电液伺服系统的控制问题。针对液压系统的非线性、发射架位置和带弹量不同引起的系统负载及转动惯量变化,常规控制方法难以得到满意的动静态性能指标。在分析电液伺服系统传递函数的基础上,设计了基于RBF神经网络的模糊控制器,并采用改进遗传算法对控制器的节点中心矢量和权值等参数进行优化,在优化目标函数中使用控制量平方项,增大其影响力。最后对系统在不同模拟负载及转动惯量的情况下进行了仿真,系统动态响应快、超调小,为优化设计提供了依据。履带式两栖运输设备多湍流模型的研究
摘要：关于履带式两栖运输设备精确建模问题,针对履带式两栖运输设备水上受湍流影响大,但湍流模型难于选择的问题,为达到使用恰当湍流模型提高仿真精度的目的,采用对比阻力系数和绕流场云图的方法进行湍流模型适用性的研究,明确各种湍流模型的特性。以某型履带式两栖运输设备水下绕流场为计算对象,基于RANS方程的求解,分别采用Spalart-All-maras、标准k-ε、RNG k-ε、Realizable k-ε、标准k-ω、SST k-ω湍流模型。对比多组仿真结果,表明Realizable k-ε、SSTk-ω模型计算得到的总阻力相对误差最小,RNG k-ε模型对复杂形体周围流场描绘最详细,Spalart-Allmaras模型也有较好的计算精度。高速射弹流体动力特性及空泡形态数值仿真
摘要：准确获得流体动力特性和空泡形态是研究水下高速射弹运动稳定性优化控制问题,由于攻角的影响,对空泡形态产生扰动,并影响航行器的稳定性。为研究攻角引起的流体动力特性和空泡形态变化强耦合性对射弹的同时作用,建立了射弹自然空化的三维仿真计算模型,在射弹可变攻角下的流体动力特性及空泡形态进行了数值仿真,得到了二者随攻角的变化规律。结果表明：在小攻角条件下射弹流体动力参数处于线性变化工作域,射弹临界攻角大于自力超空泡航行器,说明数字仿真方法正确,模型合理,为研究射弹弹道稳定性提供了理论基础。基于专家控制技术的潜艇高压气自动控制研究
摘要：研究潜艇高压气自动控制问题,针对潜艇高压气吹除系统自动化程度低、供气方法经验性较强、且人工操纵容易出现误操作等问题,为提高潜艇水下航行安全性,在高压气应急吹除主压载水舱规律的基础上,引入专家控制技术应用于系统,可在应急情况下完成高压气的自动供气、自动停止供气和自动解除水舱气压,从而实现潜艇高压气系统的自动控制。仿真结果表明,控制方法是可行、有效的,对于实艇高压气系统的自动化研究具有一定参考价值。基于恒量终点效能的动能弹外弹道解算与建模
摘要：为了得出恒量终点效能非致命打击时目标距离与动能弹丸枪口初速间的对应关系,以某型号9mm柱形橡胶动能弹为例,首先进行毁伤生理效应实验,数值拟合综合分析确定打击时的恒量终点效能值;建立外弹道弹丸质心运动方程组,采用西亚切解法进行外弹道数学解算并仿真验证。对计算出的数据采用多项式拟合建模,得到不同目标距离与对应枪口初速的经验公式。结果表明,为恒量终点非致命打击效能以及弹能量控制研究提供参考,并证明外弹道模型的有效性。拦截弹电磁发射过程的控制与仿真
摘要：在电磁拦截系统动能优化问题的研究中,拦截弹的电磁发射过程,是一个涉及多物理场的复杂动态过程,求解困难。传统分析方法存在电磁场分析与电路分析相互孤立的问题。为提高动力性能,提出场路耦合分析方法,利用Maxwell 2D与Simplore的协同仿真对拦截弹的电磁发射过程进行了仿真研究,得到了发射过程中放电回路的电流波形、发射装置的磁场和涡流分布,以及拦截弹所受电磁力、拦截弹速度和位移随时间的变化规律。并进行了拦截弹发射实验,实验结果与仿真数据的一致性表明所建立的场路耦合模型是正确的。基于自适应卡尔曼滤波的机动目标跟踪算法
摘要：在机动目标跟踪过程中,由于目标运动的不确定性,雷达系统接收的数据存在噪声,使预置目标运动模型通常很难得到较高的跟踪精度。为此,以自适应卡尔曼滤波为基础,将直角坐标系和球坐标系相结合,提出了一种混合坐标系下的自适应卡尔曼滤波算法。算法避免了两个坐标系变换引起的噪声统计规律变化问题,并针对目标发生大机动运动的情况,自适应的调整动态模型中机动目标运动参数。蒙特卡洛仿真结果表明,改进算法的收敛速度和对状态的估计精度均得到优化,并对机动目标具有较好的跟踪性能。基于ISAR成像的目标大角度RCS外推
摘要：传统逆合成孔径雷达（ISAR）转台成像算法对目标进行成像后只能外推小角度区域雷达散射截面（RCS）。针对这一问题,建立了大转角转台成像系统,提出了一种基于近场微波成像的RCS外推算法,分析了近场大转角转动带来的越距离单元徙动问题。通过将距离与方位域解耦,并对方位方向进行圆周卷积运算,得到高质量的目标成像,进而可以外推目标360度方位的RCS,并与传统ISAR小角度成像算法进行比对。仿真结果表明,外推算法不仅可以对目标进行成像,诊断目标的强散射点位置,还可以用来做远区RCS大角度外推,并结合成像结果分析目标散射机理。变形镜交连值的优化分析
摘要：关于优化光波控制,自适应光学校正是至关重要的一个环节,可用于改善激光光束质量及校正光束在传输过程中气流引起的波前畸变等。变形镜是其核心器件,而交连值是影响变形镜校正精度的关键因素。针对变形镜实际使用时需要对致动器进行一定的约束,利用带约束的最小二乘法,分析了在一定约束条件下交连值变化对变形镜校正精度及控制稳定性的影响。以Zernike像差和以大气湍流模型构造的像差为校正对象,寻找校正效果最好的交连值。结果表明各阶Zernike像差对应的最优交连值差异较大,最优交连值主要分布在15%～35%之间。从控制误差引起的校正效果变化的方面考虑,对正方形致动器排布的最优交连值位于15%～25%区域。基于模糊免疫PID控制的飞机防滞刹车研究
摘要：研究飞机防滞刹车系统优化控制问题,由于飞机防滞刹车系统存在非线性特点,影响刹车系统的稳定性和控制的性能,造成飞机的着陆安全控制的较大困难。采用传统PID（比例、积分、微分）控制的飞机刹车参数整定困难,刹车效率低下,系统的鲁棒性差,现代飞机的起量与速度越来越大,在刹车低速阶段存在机轮抱死打滑现象,影响降落安全。针对于此,使用模糊免疫PID控制方法,以期改善飞机刹车低速阶段性能。仿真结果表明,可以较显著的改善飞机刹车的低速阶段性能,减少刹车低速阶段机轮打滑时间,缩短刹车距离,为飞机防滞刹车优化系统的设计提供了可靠依据。基于遗传算法的临近空间飞艇多学科优化设计
摘要：临近空间飞艇设计中,确定系统总体参数、给出优化的艇体外形十分关键,针对传统设计方法,为改进其中串行设计的不足,提出了并行多学科优化设计方法;并基于遗传算法开展了飞艇外形优化设计方法研究,结合气动、结构、强度进行了一体化优化。仿真结果表明利用遗传算法开展飞艇多学科优化是可行的,另外在进行设计时,不能仅将减阻作为研究重点,还应全面考虑结构重量、强度等其它因素。一种固体火箭发动机性能仿真与评估方法研究
摘要：关于固体火箭发动机性能的准确评估问题,针对固体火箭发动机试验耗费时间周期长,且评估性能决定动力系统的可靠性。发动机在工作过程中的推力、燃烧室压强、总冲量、比冲量等性能参数的可靠性均存在一个置信区间,通过试验方法难以评估在制造及使用过程中的随机因素影响下的性能可靠性。可用蒙特卡洛仿真方法解决上述问题。为了更全面评估性能参数的可靠度,引入了抽样验收方法,得到了性能参数可靠度的置信区间。采用修正内弹道计算模型,对大扩张比发动机进行仿真,结果与试验数据进行了对比。实验表明,仿真模型的精确性可以满足要求,结果与试验数据具有较高的一致性。证明评估方法可以全面的反应性能参数的统计特性,可为发动机的可靠性提供保证。航空发动机故障特征仿真研究
摘要：航空发动机作为飞机的核心,决定着飞机的性能和安全。发动机一旦出现故障,很可能导致非常严重的航空事故,造成巨大的人员伤亡和经济损失。根据航空发动机故障机理,通过建立航空发动机部件模型对常见的气路故障进行分析与仿真,并根据振动-征兆关系矩阵对振动故障进行仿真,获得了两类故障的特征。目的是为保证航空发动机的安全运行,发动机故障诊断和预测提供依据。复合材料层板结构疲劳失效数值仿真研究
摘要：研究疲劳载荷作用下复合材料层板结构的疲劳失效问题,由于复合材料损伤演化和破坏机理十分复杂,传统方法依赖大量的试验数据,不仅耗费大,而且适用性有限。为了提高复合材料在疲劳载荷下疲劳失效的准确预测,提出了一种改进的疲劳失效分析方法。得到一个与损伤相关联的刚度-强度关联退化模型,利用复合材料刚度退化的连续性将损伤等效累积,使之能够适用于复杂载荷下的疲劳失效分析。利用Ansys软件开发了相应的复合材料层板结构参数化疲劳分析程序,能够仿真不同几何参数下复合材料层板结构在疲劳载荷下的疲劳失效过程。通过不同类型的算例比较,结果令人满意,证明改进方法及相应程序的正确性,具有工程应用价值。近空间无尾飞行器解耦与控制分配方法研究
摘要：关于飞行器稳定性优化控制问题,由于近空间无尾飞行器具有典型的通道间强耦合且多个操纵面介入单个通道控制,执行机构的复杂化和非线性导致控制系统设计实时性和响应性差,精度达不到要求。为提高姿态控制器控制精度,减小力矩分配误差,提出通过解耦控制系统和控制分配逻辑来分别解决对象的耦合和多操纵面的力矩分配问题。通过将动态逆设计方法与变结构控制理论相结合,设计了一种强鲁棒性的解耦控制律,并在加权伪逆算法的基础上,提出采用舵面偏角修正操纵面的效率矩阵,从而实现了强耦合非线性对象的高精度控制。仿真结果表明,控制器解耦效果良好且具有较强鲁棒性,控制分配算法减小了80%力矩分配误差,满足了飞行器的控制需求。一种新型弹载干扰天线的仿真与应用
摘要：设计高性能弹载干扰天线,军事领域对电子干扰设备提出了更高的要求。尤其对于弹载干扰设备而言,天线性能的优劣成为影响设备效能的关键问题。以传统的全向双锥天线理论为研究基础,结合工程实际需要,提出了一种新型宽频带宽波束定向天线的方案。通过Ansoft HFSS软件的建模仿真和分析,采用一种新型的背腔反射结构形式,极大的改善了天线的电性能和辐射特性。测试结果和仿真结果一致性较好,表明天线具有宽频带、宽波束的定向辐射特性,很好地解决了电子对抗领域干扰天线的工程需求。导弹抗干扰仿真系统设计与实现
摘要：由于目前导弹抗干扰性能缺乏有效评估手段和对抗仿真平台,为了研究导弹在中制导阶段受电子干扰的作战性能,解决导弹全程动态仿真和系统扩展等问题,提出建立高层体系结构（High Level Architecture,HLA）的三方对抗仿真系统。采用仿真进程管理软件控制系统仿真进程,建立干扰效果计算模型,计算中制导阶段受到敌方电子干扰的影响,实时仿真导弹飞行弹道,并可以通过三维视景软件实时显示整个对抗过程。建立的系统实现了导弹全程的动态仿真,经实验证明,可以有效地评估导弹在电子干扰下作战性能,具有较好的可扩展性。
