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计算机仿真 2017年第05期杂志 文档列表

计算机仿真杂志军事领域仿真

海洋中声压水听器对声纳目标跟踪定位仿真1-6

摘要：在传统的声纳系统均采用声压水听器构成阵列模型对目标进行探测跟踪时，由于声压直线阵存在目标“左右舷模糊”问题，为准确估计目标真实方位，分析了包括直线阵、圆阵、十字阵和Y形阵在内的四种常见阵形的常规波束形成方法，并通过仿真比较了不同阵形对声纳目标的跟踪定位性能。结果表明，除直线阵会产生左右舷模糊目标外，其余阵形均可确认目标真实方位，且圆阵效果最好，十字阵效果最差。但直线阵空间增益大，波束宽度窄，在非端射方位区域，探测距离和方位分辨力均优于其它阵形。

两栖火炮水上横向射击车体稳定性控制研究7-11

摘要：两栖火炮水上横向射击时将对车体稳定性产生一定的影响，有可能导致车体侧翻或者沉没。针对上述问题，为了提高两栖火炮水上横向射击车体稳定性，在传统的两栖火炮两侧增加一对水翼，借助水翼在车体运动时产生的阻尼力来实现对车体稳定性的控制。在动力学仿真软件ADAMS中建立增加水翼的两栖火炮水上射击的动力学模型，将得到的仿真结果与无水翼的两栖火炮水上射击时车体稳定性进行对比分析，分析结果表明，有水翼比无水翼的车体具备更好的稳定性．实现了对车体稳定性的控制目的．对两栖武器装备的研发具有较好的借鉴作用。

串联发射弹丸内弹道射击精度优化仿真研究12-15

摘要：为提高串联发射弹丸射击命中率，研究内弹道阶段射击精度优化问题。串联发射方式弹丸的弹底压力、运动速度在不同射频下差异很大，内弹道射击精度受到影响，以30ram口径超高射频火炮为研究对象，建立三发弹串联发射内弹道数学模型，通过计算机仿真，获得了不同射击频率下，三发弹弹底压力的关系以及运动速度的关系；针对经典内弹道理论的瞬时挤进假设对弹带挤进过程描述较为粗糙的问题，研究了两种不同挤进阻力模型对计算结果的影响。仿真结果为串联发射弹丸内弹道射击精度的优化提供了理论依据。

雷达接收器目标信号波达角优化估计仿真研究16-20

摘要：雷达接收器目标信号波达角的优化估计，可以提高雷达对目标的角度测量精度，而复杂电磁环境下，目标信号具有低信噪比、少快拍和信源相干的特点，现有算法对信号波达角的估计精度较差。为此提出了对含有整数个信号周期的窄带快拍数据进行循环累积的自相关矩阵估计方法，并利用接收数据自相关矩阵最大特征值对应的特征矢量，提出了信号循环累积的相干信号波达角估计方法。仿真结果表明，上述方法能够在低信噪比和少快拍条件下提高相干信号波达角的估计精度。同时在满足窄带信号和整周期采样的条件下，信号循环累积的方法可以应用到任一接收数据自相关矩阵的波达角优化估计中。

弹药运输路径最优选择模型的仿真研究21-24

摘要：现代战争要求弹药运输快捷迅速，因此，需要建立弹药运输路径最优选择模型，提升弹药运输的效率。但是采用现有模型进行弹药运输路径最优选择时，无法计算出每条路径到理想解的距离，存在无法得出路径的优化顺序问题。为此，本文提出一种基于混合TOPSIS的弹药运输路径最优选择模型。该模型先利用TOPSIS理论构建弹药运输路径决策矩阵，计算出每条弹药运输路径到理想解的距离，在此基础上利用蚁群理论思想将弹药运输路径优化问题转换为多目标决策问题，建立弹药运输路径多目标优化模型，得到弹药运输路径最优解集，从而完成对弹药运输路径的最优选择。实验仿真证明，所建模型可以有效地解决弹药运输路径选择问题，为弹药保障决策提供科学依据。

关于弹丸侵彻松木靶板动力预测仿真研究25-29

摘要：研究弹体侵彻问题，建立弹丸侵彻松木靶板的动力学预测模型，表明Hill屈服准则的适用性。针对弹丸侵彻正交各向异性材料过程中平均接触静压难以分辨的问题，建立了基于Hill屈服理论的弹丸侵彻松木靶板的动力学预测模型，利用ABAQUS／Explicit有限元分析软件对弹丸正交三向侵彻松木靶板过程中弹丸速度随时间的变化进行了研究。仿真表明，横纹侵彻时速度下降量较顺纹侵彻时更大，与物理实验结果吻合的较好，较为理想的预测了弹丸侵彻松木靶板的动力学过程。说明Hill屈服准则可以用于弹丸侵彻正交各向异性材料的动力预测模型，用以分辨各向的平均接触静压，为以后多角度研究松木靶板的侵彻问题打下了基础。

常规弹箭弹道仿真平台优化设计研究30-34

摘要：弹道仿真在弹箭的设计和射表的编制过程中发挥着重要作用。目前的弹道仿真软件都是针对某一个模型和某一类弹种设计的，不能仿真多个弹种，缺乏通用性。提出将现有的弹道计算程序和其需要的输入输出参数名称保存到数据库中供仿真时调用，利用反射机制将参数名称与数据库中的数值匹配起来。使用XML文件与数据库中的弹道计算程序进行数据交互的方法设计了通用弹道仿真平台。通过仿真实例表明，利用仿真平台可以选择不同的弹箭和弹道模型进行仿真计算以及绘图．具有很好的通用性和实用性。

关于舰艇油耗标准预测方法研究35-38

摘要：舰艇油耗标准是舰艇部队的一项重要基础数据，正确地对舰艇油耗标准进行预测，是确定舰艇油耗标准的主要依据。由于舰艇油耗数据具有较明显的小样本特征，当部分数据异常，离散程度大时，传统方法预测的可信度就大大降低。针对现有方法在舰艇油耗标准预测中的局限性，设计实现了一种基于数据距离和灰关联度的舰艇油耗标准预测方法。首先通过设置数据距离的多级异常参数，实现异常数据的按层级分离；然后通过设置最小距离修正系数和最大距离修正系数，改进灰色距离测度法，实现油耗标准的预测。结果表明，通过修正最小距离的灰色距离测度法获得的油耗标准预测值，能体现舰艇的实际油耗．具有较高的可信度和准确度。对比分析证明了上述方法的有效性和合理性。

计算机仿真杂志航空航天领域仿真

飞行器稳定性控制方法设计39-43

摘要：飞行器余度舵机中的纷争力问题严重影响飞行器的稳定性。传统的PID控制方法对于动态下的纷争力不能有效地抑制。为了减小纷争力，提高飞行器的稳定性，设计一种小脑模型神经网络控制器。首先以某型副翼控制系统为研究对象，阐述了基本工作原理，建立了电液作动器的动态模型．其次分析了纷争力的形成原因．并确定以纷争力为位移补偿的控制策略．然后设计了小脑模型神经网络控制器并实现了对系统中包括纷争力在内的非线性环节的逼近。最后利用Matlab／Simu．1ink模块进行了仿真。仿真结果表明，相对于传统PID控制方法．小脑模型神经网络控制方法有效地抑制了动、静态下的纷争力，提高了飞行器的稳定性。

非理想情况下星载微波辐射计成像建模仿真44-48

摘要：针对天线和信道的非理想因素可能会改变接收信号和方向图，导致星载微波辐射计不同程度性能下降的问题．综合考虑天线匹配和信道相关性及其相互作用对微波辐射计的影响，提出一种非理想情况下的微波辐射计成像模型。采用阻抗分析法研究天线互耦和匹配方法，利用相关系数分析信道相关性，建立包含天线互耦、天线匹配和信道相关因素的完整微波辐射计成像模型。通过仿真得到不同情况下的微波辐射计反演成像效果，并对仿真结果进行了对比分析。实验结果验证了天线互耦与匹配情况和信道相关性造成的亮温反演失真，通过选择合适的天线匹配方法可以改善微波辐射计性能。

火箭冲压发动机燃气发生器燃气流量控制设计49-52

摘要：冲压发动机的燃气流量调节可以使冲压发动机工作在设计空燃比附近，从而使冲压发动机高效、安全工作，压强响应时间和负调量是燃气发生器进行流量调节控制器设计的关键参数，而这两个参数受喉部面积变化速度的影响较大，且很难通过实验获得上述关系，为了研究喉部面积变化速度与压强响应时间及负调量之间的关系，建立了燃气发生器喉部面积变化速度和负调量与压强响应时间之间关系的数学模型，并进行了matlab仿真，选取了其中一个喉部面积变化速度进行了燃气发生器点火实验。仿真结果表明，喉部面积变化速度低于临界速度时，参数响应时间较大，且随着喉部面积变化速度的变化。参数响应时间变化较大，喉部面积变化速度高于临界速度时，参数响应时间较小且受喉部面积变化速度的影响较小，喉部面积变化速度对燃气流量的负调量也有较大的影响；点火实验验证了所建立的数学模型。进行压强反馈控制器设计时，要选取合适的喉部面积变化速度，为发生器流量控制优化设计提供了科学依据。

航空集群协同对敌隐身空间目标探测研究53-57

摘要：航空集群协同对敌隐身空间目标探测，可以有效解决单机雷达无法对敌隐身目标实施有效探测的问题，而确定集群反隐身空间构型是难点问题。针对难点问题，提出了使用航空集群任一成员作为发射机，群内其它成员作为接收机，通过空间优化布局．形成对敌隐身目标有效探测的方法。在分析集群协同反隐身空间构型确定的基本原理上，建立了协同探测空域覆盖模型并定义了4项评价指标以及3项评判原则。通过仿真分析，确立了集群反隐身空间优化布局的基本准则。仿真结果表明，将接收机配置在发射机左右两翼附近，基线距离取发射机自发自收探测距离的两倍至四倍，能获得较为理想的集群协同反隐身能力。

四旋翼飞行器姿态控制系统性能优化设计58-62

摘要：四旋翼飞行器控制系统具有非线性、强耦合、欠驱动的特点。由于控制参数较多，系统结构相对复杂，所以需要多个控制器对系统进行控制。系统控制器的设计，是为了使飞行器能够快速稳定地到达理想位置，同时保证姿态符合预期。为了解决飞行器能够在有外界干扰的情况下，到达理想位置和保持姿态的同时，提高稳定性，提出一种模糊与滑模相结合的控制算法，用于姿态角控制器设计。实验结果表明，模糊与滑模控制相结合，确实比单一的滑模控制能更好地提高系统的稳定性，增强系统的抗干扰能力。为提升四旋翼飞行器稳定性提供了一种有效的方法。

飞机天线飞行跟踪定位优化控制仿真63-67

摘要：在飞机飞行过程中，通过对天线控制单元的控制，完成方位、俯仰以及直线运动，保证天线阵面能够始终实时地完成对星，以建立稳定的数据传输链路，实现高质量的通讯。由于单元本身结构的复杂性，以及工作环境的多变性，迫切要求一种能对系统参数摄动和外部扰动具有强鲁棒性的控制器来实现对飞行器姿态的控制。具有强鲁棒性和强抗于扰能力的滑模变结构控制易引起系统的抖振，为消除并避免激励系统中未用模型所表示的高频成分，提出采用变指数趋近律的滑模变结构控制策略。将天线阵面的Adams模型和电机滑模控制器的Simulink模型进行联合仿真，并比较方位电机和俯仰电机分别在滑模变结构控制和PI控制下得到的不同结果。得到结论，滑模变结构控制使精度要求高的天线伺服单元能够快速响应．提高了系统的鲁棒性以及抗干扰能力。相较于PI控制具有更好的性能。

卫星观测空间目标无源定位系统设计68-71

摘要：针对空间目标无源定位问题。建立了空间目标的系统状态模型和天基仅测角观测模型．设计了卫星观测空间目标无源定位系统。系统具有强非线性和高维度的特点。传统扩展卡尔曼滤波（EKF）算法线性化过程复杂、舍入误差大。针对上述问题，提出了贝叶斯框架下的平方根容积卡尔曼滤波（SCKF）算法，采用后验概率密度函数（PDF）对空间目标进行估计定位。仿真结果表明，SCKF算法的收敛精度优于传统的扩展卡尔曼滤波算法和无迹卡尔曼滤波算法（UKF），证明了SCKF算法在空间目标无源定位中的有效性和应用价值。

涡轮发动机叶片阻尼结构减少能耗设计研究72-75

摘要：为了使涡轮发动机叶片缘板阻尼结构能起到预期的耗能减振作用，就必须在设计时对各个耗能作用机制有深入了船。鉴于叶片阻尼结构非线性接触因素的存在，在时域内进行接触实时响应分析对计算机能力、耗时和计算的收敛性都带来了巨大挑战。首先在频域内通过理论分析和有限元分析两种方法研究了含非线性接触结构的振动响应分析方法．并基于此方法对某涡轮叶片缘板阻尼结构进行了阻尼效果分析．并对于摩擦阻尼、附加质量和附加刚度三种耗能机制开展了进一步的探索。研究发现叶片阻尼结构除了接触面问的干摩擦耗能外，附加质量和附加刚度也对其产生了日月l显的耗能作用。且摩擦系数和密度较小时，阻尼效果对其变化较为敏感：阻尼效果与阻尼结构刚度成正比。因此，在阻尼装置结构体积一定的情况下，设计阻尼结构要在保证刚度的基础上，权衡考虑最优密度值和最优摩擦系数，使阻尼效果最好。

侧风对降落伞工况影响的数值研究76-81

摘要：侧风对降落伞工作性能有着较大影响。为了研究侧风对降落伞工作过程的影响程度，以c9伞作为研究对象，采用基于拉格朗日描述的有限元网格离散流场和结构场。因此两者材料间的耦合计算可以转化为基于罚函数的接触计算。同时为了减小计算量，采用图形变形方法使计算域始终随伞载系统的运动而运动，而风场速度作为边界条件施加在流场有限元边界网格上．风场边界条件不随流场域的位移而改变。将计算结果与空投试验结果进行对比发现二者基本一致．验证了上述计算方法的可行性，为降落伞的设计提供参考依据。

关于飞机液压负载功率系统优化设计研究82-87

摘要：飞机液压负载功率设计是飞机液压系统设计中的重要部分．直接关系到飞机液压系统的安全性。为了优化液压负载功率和提高飞机液压系统工作性能，考虑飞机液压系统的机械、液压和控制之间的相互耦合，采用多领域统一建模语言Modelica，在MWorks软件中构建飞机液压系统动态仿真模型。利用试验数据对某型飞机液压系统工作特性进行了仿真验证，分析了不同工况变负载功率下飞机液压系统各系统之间的影响。仿真结果表明：飞机液压系统动态仿真模型能够有效地仿真实际液压系统在外部载荷作用下的压力流量特性，为飞机液压系统的验证与优化提供了模型支撑。