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大功率直流270V固态功率控制器设计

火炮发射与控制学报 2024年

作者：韩再焜赵涛侯刚吕孟恩杨宝华刘建成西北机电工程研究所

固态功率控制器是集配电、断路、保护于一体的无触点高可靠性智能开关。国外军用装备普遍使用固态功率控制器构建智能配电系统，而国内相关技术起步较晚，开展固态功率控制器研究已成为当务之急。针对陆军装备配电系统需求，设计了一种... 详细信息

固态功率控制器是集配电、断路、保护于一体的无触点高可靠性智能开关。国外军用装备普遍使用固态功率控制器构建智能配电系统，而国内相关技术起步较晚，开展固态功率控制器研究已成为当务之急。针对陆军装备配电系统需求，设计了一种新型大功率直流270V固态功率控制器；提出的双MOSFET并联驱动拓扑可将额定电流提升至40A，减小了功率回路导通压降，提升了系统效率；设计的集成式复用充放电电阻网络拓扑缩小了控制器体积，提升了可靠性；建立的矩阵式分级故障隔离控制策略提供灵活保护参数配置接口。通过14.5kW台架实验验证了所提出拓扑结构和控制策略的有效性，为形成成熟的大功率直流固态功率控制器系列产品奠定基础。

关键词：配电固态功率控制器故障隔离 MOSFET 可靠性

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末端防空装备反蜂群效能评估仿真研究

火炮发射与控制学报 2024年

作者：黄宏胜王华天张春宋小雷西北机电工程研究所

近年来，无人机技术及无人机蜂群作战概念发展迅速，但末端反蜂群防御体系尚未完全建立，对应的反蜂群仿真推演评估方法仍不完善。针对末端防空装备反蜂群作战效能量化分析不足的问题，考虑多种末端反蜂群作战能力要素综合集成，建立多... 详细信息

近年来，无人机技术及无人机蜂群作战概念发展迅速，但末端反蜂群防御体系尚未完全建立，对应的反蜂群仿真推演评估方法仍不完善。针对末端防空装备反蜂群作战效能量化分析不足的问题，考虑多种末端反蜂群作战能力要素综合集成，建立多型装备反蜂群毁伤模型，构建了末端反蜂群仿真推演系统。结合多型装备典型作战应用方式，设计反蜂群作战仿真实验流程，通过在多种作战想定下的反蜂群作战仿真推演，采集数据并统计分析无人机数量、速度等多种作战要素对装备反蜂群作战效能的影响，为末端反蜂群装备发展和反蜂群体系构建了提供一定的参考借鉴。

关键词：末端防空反蜂群技术仿真推演作战效能

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基于全电驱动装备的能量管理技术研究

火炮发射与控制学报 2024年

作者：王垚雄李文番王军雄崔晓宇任人西北机电工程研究所

随着人工智能和无人装备的广泛应用，能量管理问题逐渐成为了一个关键的挑战。为提高全电驱动装备的能量利用效率并优化系统性能，创新性地提出了一种能量管理技术，构建了一种新型可重构电路拓扑结构，并结合现场总线技术，实现了对能... 详细信息

随着人工智能和无人装备的广泛应用，能量管理问题逐渐成为了一个关键的挑战。为提高全电驱动装备的能量利用效率并优化系统性能，创新性地提出了一种能量管理技术，构建了一种新型可重构电路拓扑结构，并结合现场总线技术，实现了对能量消耗的实时监测和能量供应的动态调配，从而提高了能量利用效率和系统运行稳定性。自主设计了能量管理的执行单元智能管理模块，通过硬件电路与软件功能的创新匹配设计，实现了通道电压、电流以及模块温度实时监控和短路保护，同时具备配电控制、状态信息查询、故障信息查询和参数设置等多种功能。结合具体设计案例进行对比分析，证明所提出的能量管理技术较传统供能具有更高的能量利用率，并且提高了武器装备的智能化水平。

关键词：能量管理可重构能量模型智能控制智能管理模块

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球形破片侵彻弹道明胶实验研究

兵器装备工程学报 2024年第10期45卷 61-68,82页

作者：李红莲康华荣李运良吴祖堂谭书舜赵奇峰肖遥黄国欣许洋洋朱玉荣张向荣西安建筑科技大学信息与控制工程学院西安710055 西北核技术研究所西安710024

为研究破片对人体的力学损伤机理,采用弹道明胶作为人体软组织替代物,开展了球形破片侵彻明胶实验研究。球形破片驱动装置为57/10二级轻气炮,利用超高速摄像机记录了Φ4 mm、Φ5 mm、Φ6 mm球形钢质破片,以600~1150 m/s速度侵彻明胶过程... 详细信息

为研究破片对人体的力学损伤机理,采用弹道明胶作为人体软组织替代物,开展了球形破片侵彻明胶实验研究。球形破片驱动装置为57/10二级轻气炮,利用超高速摄像机记录了Φ4 mm、Φ5 mm、Φ6 mm球形钢质破片,以600~1150 m/s速度侵彻明胶过程,并采用图像处理方式获取了明胶瞬时空腔数据。实验结果表明:瞬时空腔直径随着时间推移形成两个膨缩阶段,呈现周期性变化规律;基于实测球形破片速度-位移衰减关系,定量描述了3种直径球形破片侵彻明胶的运动规律;根据球形钢质破片的存速系数比29.90 mm^(-1),可快速预测该类破片侵彻弹道明胶过程中侵彻深度与侵彻速度之间的关系。研究结果可为深入分析生物致伤机理提供参考。

关键词：球形破片弹道明胶瞬时空腔损伤机理运动规律

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基于轮廓信息增强的轻量化SAR舰船检测

激光与光电子学进展 2024年

作者：吴扬王春媛李小龙林连雷上海卫星工程研究所上海工程技术大学电子电气工程学院上海卫星装备研究所哈尔滨工业大学电子信息工程学院

SAR图像具有单通道、低分辨率和低信噪比等特性，基于可见光图像设计的目标检测方法缺乏相应的优化；此外，许多舰船检测任务需要在资源受限的嵌入式设备上运行，对检测网络的性能和模型体积提出了新挑战。针对这些问题，本文提出了一... 详细信息

SAR图像具有单通道、低分辨率和低信噪比等特性，基于可见光图像设计的目标检测方法缺乏相应的优化；此外，许多舰船检测任务需要在资源受限的嵌入式设备上运行，对检测网络的性能和模型体积提出了新挑战。针对这些问题，本文提出了一种基于轮廓信息增强的轻量化SAR舰船检测方法。首先，利用各向异性扩散滤波和四方向Sobel算子，将单通道SAR图像扩展到三个通道，减少斑点噪声的影响并增强舰船的轮廓特征，提高网络可解释性和提取关键特征的能力。然后，基于轻量化特征提取网络FasterNet与非局部注意力机制的启发，设计了一种新的轻量级主干特征提取网络，该网络能够有效地建模特征的长距离上下文关系，实现多尺度特征融合，在保证检测精度的同时，降低检测模型的参数量。在公共数据集上SSDD和HRSID进行算法评估，实验结果表明，提出的网络不仅模型参数量更小、复杂度更低而且在检测准确度上也有良好的表现。

关键词： SAR舰船检测轮廓增强注意力机制轻量化

基于自适应高斯变异的多目标哈里斯鹰优化算法

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北京航空航天大学学报 2024年第8期50卷 2636-2645页

作者：闫晓斌方洋旺彭维仕西安邮电大学计算机学院西安710121 西北工业大学无人系统技术研究院西安710072 武警工程大学装备管理与保障学院西安710086

针对哈里斯鹰优化算法在求解多目标优化问题时种群多样性差导致算法容易陷入局部最优的问题,提出一种基于自适应高斯变异的多目标哈里斯鹰优化算法。为使解决方案更好地向Pareto前沿收缩,提出基于网格划分法的猎物位置定位方法;为提升... 详细信息

针对哈里斯鹰优化算法在求解多目标优化问题时种群多样性差导致算法容易陷入局部最优的问题,提出一种基于自适应高斯变异的多目标哈里斯鹰优化算法。为使解决方案更好地向Pareto前沿收缩,提出基于网格划分法的猎物位置定位方法;为提升算法收敛性能,将超出区间的种群个体位置更新为猎物位置;采用自适应高斯变异策略提高算法多样性和Pareto前沿种群粒子的均匀性。仿真结果表明:所提算法在求解多目标优化问题时,与多目标遗传算法(NSGA-Ⅱ)、多目标粒子群算法(MOPSO)、多目标灰狼算法(MOGWO)和多目标哈里斯鹰优化算法(MOHHO)比较,寻优精度增加了8.02%~51.34%,收敛速度增加了16.67%~40.74%,显著提升了所提算法的收敛速度和精度。

关键词：多目标优化群智能哈里斯鹰优化算法高斯变异网格划分

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手过头静态作业的上肢肌肉疲劳特性研究

西北工业大学学报 2024年第3期42卷 567-576页

作者：杨延璞安为岚韩钟剑范昱杨沁夏长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西西安710064 中国电子科技集团第二十研究所陕西西安710068

为探究手过头不同高度下静态作业的上肢肌肉疲劳特性,通过实验设计采集了被试的表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)及基于Borg CR-10量表的主观疲劳状态,研究了sEMG的时域与频域特征处理方法,并利用多分类支持向量机(support ... 详细信息

为探究手过头不同高度下静态作业的上肢肌肉疲劳特性,通过实验设计采集了被试的表面肌电信号(surface electromyography,sEMG)及基于Borg CR-10量表的主观疲劳状态,研究了sEMG的时域与频域特征处理方法,并利用多分类支持向量机(support vector machine,SVM)识别肌肉疲劳状态。通过对肌肉贡献率、主客观肌肉疲劳特征的相关性、不同高度下的肌肉疲劳累积排序及肌肉疲劳分类识别进行分析,结果表明:肌肉平均贡献率超过10%的肌肉为肱二头肌、三角肌与斜方肌,且其累积贡献率超过70%;对疲劳累积程度在3个高度下排序,肱二头肌和斜方肌为H_(3)>H_(2)>H_(1),三角肌为H_(2)>H_(3)>H_(1);随着手过头静态作业时间增加,上肢肌肉疲劳逐渐积累,时域特征值增加、频域特征值减小且其变化具有一致性;多分类SVM对手过头静态作业中的上肢肌肉疲劳识别准确率大于90%。

关键词：人机工效手过头静态作业肌肉疲劳表面肌电信号支持向量机

基于几何的星载探测雷达组网空中目标高度估计算法

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火力与指挥控制 2024年第7期49卷 104-113页

作者：金术玲邵毅王增福中国电子科技集团公司第三十八研究所合肥230088 西安航天动力试验技术研究所西安710100 西北工业大学自动化学院西安710129

星载探测雷达具有全球覆盖、全天候、全天时、不易受到攻击等优点,在预警防御系统中具有巨大潜力。单个星载探测雷达由于俯仰角误差过大,导致其不具备空中目标高度估计能力;准确的目标高度估计对改善目标定位精度及威胁估计能力等具有... 详细信息

星载探测雷达具有全球覆盖、全天候、全天时、不易受到攻击等优点,在预警防御系统中具有巨大潜力。单个星载探测雷达由于俯仰角误差过大,导致其不具备空中目标高度估计能力;准确的目标高度估计对改善目标定位精度及威胁估计能力等具有重要意义。考虑多部星载探测雷达组网,提出了一种基于几何的空中目标高度估计方法,并通过仿真验证方法的有效性。通过仿真比较了雷达探测区域不同位置目标高度估计精度的差别,为组网雷达系统设计等提供技术支撑。

关键词：星载雷达几何法高度估计多传感器组网

带扳手槽舱段轴向对接结构弯曲刚度的半解析分析

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固体火箭技术 2024年第5期47卷 722-729页

作者：张硕张晓飞陈晓岚郭宁徐超西北工业大学航天学院西安710072 北京电子工程总体研究所北京100854

连接刚度是研究导弹结构动力学特性必须要考虑的重要因素。当前中小直径弹体结构较多采用带扳手槽的轴向螺柱对接连接形式,由于几何形状复杂和设计参数多,很难获得此类连接弯曲刚度的解析表达式。从弹性弯曲变形梁理论出发,提出了一种... 详细信息

连接刚度是研究导弹结构动力学特性必须要考虑的重要因素。当前中小直径弹体结构较多采用带扳手槽的轴向螺柱对接连接形式,由于几何形状复杂和设计参数多,很难获得此类连接弯曲刚度的解析表达式。从弹性弯曲变形梁理论出发,提出了一种针对带扳手槽舱段轴向对接结构弯曲刚度的半解析分析方法。确定了中性轴的计算方法,推导了连接弯曲刚度的理论公式,并根据连接结构具有周向循环对称的特点,建立了1/n连接子结构的参数化模型,给出了轴向计算长度确定方法,利用非线性接触分析方法获得了子结构的拉、压刚度;将拉、压刚度代入理论公式,得到连接弯曲刚度。最后,通过正交试验研究了主要设计参数对弯曲刚度的影响。结果表明,半解析计算与整体结构有限元仿真计算所得弯曲刚度的相对误差最大为-13.86%,最小为-3.337%;在弯曲刚度的理论计算中,应根据实际拉、压刚度合理计算弯曲中性轴位置;在舱段直径(≤300 mm)一定时,连接厚度对弯曲刚度的影响最为显著,螺柱数目次之,相对而言,螺柱规格和预紧力水平的影响较小。

关键词：导弹结构动力学梁理论轴向连接连接刚度半解析