基于LSTM的舰载靶机适发窗口预报方法研究

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作者 戴勇 马智勇 +6 位作者 刘海瑞 刘浩 章雨驰 俞梦冉 李鹏 钱征华 李彤韡 《南京航空航天大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期976-983,共8页

为提高舰载靶机发射过程中船舶运动姿态的预测精度,使用基于长短期记忆(Long short-term memory,LSTM)网络的船舶姿态预测方法。针对长时预测导致的误差累计问题,提出了改进窗口滑动法,通过对每次预测结果进行变分模态分解(Variational ... 为提高舰载靶机发射过程中船舶运动姿态的预测精度,使用基于长短期记忆(Long short-term memory,LSTM)网络的船舶姿态预测方法。针对长时预测导致的误差累计问题,提出了改进窗口滑动法,通过对每次预测结果进行变分模态分解(Variational mode decomposition,VMD)滤波,消除累积误差引起的预测结果振荡。通过有限元仿真及自主设计的船模实验平台开展波浪水池试验,采集横摇、纵摇、垂荡等关键姿态参数的时序数据。实验设置涵盖1级至5级典型海况条件。实验结果表明,该模型在升沉位移、横摇角及纵摇角预测中,均方误差(Mean squared error,MSE)最大降幅可达99.4%,MAPE降低至2.11%,验证了其工程应用的有效性。研究成果可为舰载靶机发射引导系统提供高精度的船舶运动态势预判,对提升着舰安全性具有重要工程价值。 展开更多

关键词 船舶 长短期记忆网络 姿态预测 靶机发射

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超大弧厚硝基胍发射药的力学及燃烧特性

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作者 陈令 梁宏业 +5 位作者 王寿宇 王磊 刘琼 南风强 堵平 何卫东 《兵工学报》 北大核心 2025年第9期272-281,共10页

随着未来战争向全域化作战方式转变,作战武器携行弹药必然面对极端高温或低温贮存、运输和使用等环境。硝基胍发射药具有高能低烧蚀特性,广泛应用于大口径武器。为研究某舰载大口径武器用超大弧厚发射药(弧厚4.2 mm)的力学与燃烧等特性... 随着未来战争向全域化作战方式转变,作战武器携行弹药必然面对极端高温或低温贮存、运输和使用等环境。硝基胍发射药具有高能低烧蚀特性,广泛应用于大口径武器。为研究某舰载大口径武器用超大弧厚发射药(弧厚4.2 mm)的力学与燃烧等特性,通过差热扫描量热仪-热重分析、密闭爆发器实验、简支梁抗冲击和落锤临界破碎强度测试,研究超大弧厚硝基胍发射药的热分解性能、力学与燃烧性能,并借助扫描电子显微镜、傅里叶红外光谱仪、X-射线光电子能谱等表征研究发射药的结构形貌与组成。研究结果表明:超大弧厚硝基胍发射药在不同温度条件下燃烧性能稳定,燃烧曲线平滑无阶跃,符合发射药燃烧规律;与某定型配方叠氮硝基胍发射药相比,在相同弧厚与相同落锤重量条件下,超大弧厚硝基胍发射药在不同温度条件下的临界破碎的落锤高度更高、冲击强度更大,简支梁抗冲击强度为叠氮硝基胍发射药的1.6倍以上,证明超大弧厚硝基胍发射药力学性能优良;此外,超大弧厚硝基胍发射药的热稳定性良好;研究结论可为今后舰载等高性能作战平台的大口径武器用超大弧厚发射药的研制提供基础支撑与指导。 展开更多

关键词 硝基胍发射药 超大弧厚 力学性能 燃烧性能

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基于故障特征指标和BA-SVM的输弹机故障诊断方法

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作者 朱旭东 尹强 +1 位作者 羊柳 皇甫丙彬 《兵器装备工程学报》 北大核心 2025年第6期314-321,共8页

针对输弹机故障特征难以提取,传统支持向量机故障诊断模型训练精度不高等问题,提出一种基于小波包与变分模态分解的故障特征提取,结合蝙蝠算法优化支持向量机的输弹机故障诊断方法。首先,建立输弹机动力学模型,并基于实验数据进行校验;... 针对输弹机故障特征难以提取,传统支持向量机故障诊断模型训练精度不高等问题,提出一种基于小波包与变分模态分解的故障特征提取,结合蝙蝠算法优化支持向量机的输弹机故障诊断方法。首先,建立输弹机动力学模型,并基于实验数据进行校验;然后,构建不同故障工况并获取仿真故障工况下的结构响应信号,使用小波包与Hilbert包络解调得到重构信号的包络曲线,提取其无量纲常数,结合变分模态分解(variational mode decomposition,VMD)的模态分量峭度,将无量纲常数与峭度结合为故障特征指标,作为故障诊断模型的输入,建立蝙蝠优化支持向量机(bat algorithm support vector machine,BA-SVM)模型,运用不同特征组合比较法进行对比实验。仿真结果表明,融合特征指标故障诊断正确率,相较于小波包-Hilbert包络曲线中的无量纲常数、VMD模态分量峭度故障诊断正确率,在测试集上分别高2%、12.4%;将BA-SVM与传统SVM进行分析与验证,结果表明,将无量纲常数、VMD模态分量峭度、融合指标作为诊断模型输入时,BA-SVM在测试集上故障诊断正确率比传统支持向量机高44.1%、9.6%、13.6%。实验结果表明:将无量纲常数、模态分量峭度、融合指标分别作为蝙蝠支持向量机诊断模型输入时,诊断正确率为98.4%、88.5%、99.7%,采用融合故障特征指标与蝙蝠支持向量机能更有效地进行输弹机故障诊断,验证了所提方法的有效性和准确性。 展开更多

关键词 输弹机 振动信号 变分模态分解 故障特征指标 支持向量机

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一种双圆极化超表面天线设计

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作者 刘巾军 李梦洁 +2 位作者 施秉权 杨国 齐世山 《微波学报》 北大核心 2025年第2期67-71,78,共6页

双圆极化天线凭借其能够有效减小多径效应、减少极化损耗、增大信道容量等优势,在无线通信领域被广泛使用。文中提出了一种双圆极化超表面天线,并给出了修正超表面结构实现圆极化性能的设计流程。首先通过特征模分析原始超表面结构本身... 双圆极化天线凭借其能够有效减小多径效应、减少极化损耗、增大信道容量等优势,在无线通信领域被广泛使用。文中提出了一种双圆极化超表面天线,并给出了修正超表面结构实现圆极化性能的设计流程。首先通过特征模分析原始超表面结构本身的物理属性,根据特征电流分布改变超表面的结构,在工作频带内得到两个简并的特征模式;其次在选定的位置放置交叉垂直的微带馈线,利用槽耦合馈电的方式激励具有90°的相位差以及相同激励幅度的两个简并模式,从而实现双圆极化辐射。最终设计的天线测试的端口1和端口2轴比带宽分别为24.8%和20.2%,实现了较好的双圆极化辐射。此外,两个端口的测试增益都在5 dBi左右,在带内具有稳定的辐射增益。 展开更多

关键词 无线通信 特征模理论 双圆极化天线 超表面天线

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基于Transformer-LSTM混合神经网络的迫弹外弹道及落点预测方法

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作者 杨守怀 黄江流 +4 位作者 陈志华 黄振贵 吴明雨 邱荣贤 郑纯 《兵工学报》 北大核心 2025年第11期181-191,共11页

针对现代战场对迫弹类目标外弹道轨迹及落点的快速精准预测需求,提出基于Transformer-长短期记忆(Transformer-Long Short-Term Memory,Transformer-LSTM)混合神经网络的迫弹外弹道预测方法。利用Transformer网络提取T~T+K时刻迫弹速度... 针对现代战场对迫弹类目标外弹道轨迹及落点的快速精准预测需求,提出基于Transformer-长短期记忆(Transformer-Long Short-Term Memory,Transformer-LSTM)混合神经网络的迫弹外弹道预测方法。利用Transformer网络提取T~T+K时刻迫弹速度与三维坐标的内在联合特征,LSTM网络将该时间序列特征作为输入,映射出T+K+1时刻的三维坐标信息。为优化网络模型,研究并分析不同滑动窗口步长对外弹道预测模型收敛性能的影响。将所提混合网络与门控循环神经网络、Transformer-LSTM分别进行单步、多步和落点预测的对比分析。实验结果表明:新的混合网络对外弹道三维坐标的预测精度分别可达99.78%、99.72%、99.81%,均优于其他2个网络;新的混合网络的外弹道单步预测耗时仅为1.2 ms,大幅度提升了预测精度与效率。新方法可实现精确且快速的外弹道及落点预测,为迫弹拦截任务提供更多的响应时间。 展开更多

关键词 外弹道预测 深度学习 Transformer-LSTM混合神经网络 滑动窗口

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基于PSO-BP的嵌入式大气数据系统算法研究 被引量：1

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作者 朱恒 李荣冰 +1 位作者 何梓君 程鉴皓 《电子测量技术》 北大核心 2024年第22期67-75,共9页

神经网络具有强大的函数拟合能力,可以被应用于嵌入式大气数据系统中进行大气数据估计。针对传统BP神经网络存在初始权值和阈值随机选取、训练过程局部最优、对训练数据需求量大等问题,提出了一种基于改进粒子群算法优化的神经网络,以提... 神经网络具有强大的函数拟合能力,可以被应用于嵌入式大气数据系统中进行大气数据估计。针对传统BP神经网络存在初始权值和阈值随机选取、训练过程局部最优、对训练数据需求量大等问题,提出了一种基于改进粒子群算法优化的神经网络,以提升FADS系统的预测精度。通过计算流体力学模拟,分别使用飞机在常规飞行和大迎角飞行状态下的压力数据来验证该算法的性能。结果表明,在训练数据有限的条件下,基于改进粒子群算法优化的神经网络在这两种飞行状态下均显著提高了大气数据的预测精度。常规飞行状态,静压、马赫数、迎角和侧滑角的预测误差分别降低了54.88%、60.46%、53.76%和62.12%;大迎角飞行状态下,预测误差分别降低了71.96%、47.52%、66.96%和53.41%。此外,在相同数据样本下,基于改进粒子群算法优化的神经网络在多次训练中误差波动更小,显示出更高的稳定性和可信度。 展开更多

关键词 嵌入式大气数据系统 BP神经网络 粒子群优化算法 计算流体力学

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基于SH0导波的电磁超声换能器设计与实验研究 被引量：6

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作者 崔雅鑫 张应红 +2 位作者 胡芷逸 钱征华 马智勇 《压电与声光》 CAS 北大核心 2021年第4期443-448,共6页

传统基于周期性永磁体的电磁超声换能器结构较复杂,为此该文提出了一种由单一永磁体和导线阵列线圈构成的电磁超声换能器(EMAT)用于激发板中的SH0导波。首先叙述了设计的原理,并采用有限元软件进行三维数值仿真分析,利用水平极化永磁体... 传统基于周期性永磁体的电磁超声换能器结构较复杂,为此该文提出了一种由单一永磁体和导线阵列线圈构成的电磁超声换能器(EMAT)用于激发板中的SH0导波。首先叙述了设计的原理,并采用有限元软件进行三维数值仿真分析,利用水平极化永磁体垂直于板面的磁场在铝板中成功激发出SH0导波。为使EMAT换能效率达到最优,研究长和宽为10 mm×25 mm的永磁体,其高度及线圈匝数不同时EMAT激励的效率。仿真结果表明,选用永磁体高度为25 mm及线圈匝数为37时EMAT换能效率和声场指向性较好。在此基础上,通过实验研究了不同线圈匝数对换能器换能效率的影响,实验结果与仿真结果一致,充分验证了该文设计EMAT的方法具有可行性。 展开更多

关键词 SH0波 电磁超声换能器 静态磁场 洛伦兹力 声场指向性能

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冲压空气涡轮释放过程运动学分析 被引量：6

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作者 马智勇 邓健 周光明 《南京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期499-506,共8页

冲压空气涡轮作为飞机上的应急能源,能在出现紧急情况时提供电能,保证飞机上电传操控和电子设备的正常工作。本文以冲压空气涡轮为研究对象,基于机械运动原理对系统模型进行了简化,基于刚体假设,结合MATLAB软件从理论上研究结构在释放... 冲压空气涡轮作为飞机上的应急能源,能在出现紧急情况时提供电能,保证飞机上电传操控和电子设备的正常工作。本文以冲压空气涡轮为研究对象,基于机械运动原理对系统模型进行了简化,基于刚体假设,结合MATLAB软件从理论上研究结构在释放过程中的运动学问题。给出了冲压空气涡轮系统释放过程中各个关节空间位置的理论求解方法,得到了关节在空间中的运动轨迹和对应的速度时间曲线、加速度时间曲线,结果表明:冲压空气涡轮系统的释放过程在1 s以内,释放速度较快,且各关节在释放初始阶段速度、加速度响应较大。本文的工作可为后期不同冲压空气涡轮系统构型的初步设计提供理论依据,指导冲压空气涡轮释放的仿真计算和试验。 展开更多

关键词 冲压空气涡轮 运动学分析 理论求解 运动轨迹

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基于超声导波波束成形的缺陷反演方法研究 被引量：2

9

作者 武靖昌 张应红 +4 位作者 钱智 马智勇 李鹏 李翔宇 钱征华 《南京航空航天大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期497-506,共10页

利用超声导波对板结构中的缺陷进行反演可以确定缺陷的位置和形状信息,针对走时成像方法在低频范围内效果不佳的问题,提出一种基于波动场的超声导波缺陷反演成像方法。根据波动方程推导出波束成形成像原理,利用Born近似下的散射场数据... 利用超声导波对板结构中的缺陷进行反演可以确定缺陷的位置和形状信息,针对走时成像方法在低频范围内效果不佳的问题,提出一种基于波动场的超声导波缺陷反演成像方法。根据波动方程推导出波束成形成像原理,利用Born近似下的散射场数据对成像区域像素点的值进行相干叠加,得到缺陷的位置和形状。再通过波束成形与傅里叶衍射定理在频域的映射关系,将波束成形的结果转化为衍射层析成像图像,得到了更为清晰的反演图像。针对衍射层析成像中存在伪影和噪声的问题,利用二维变分模态分解(Two-dimensional variational mode decomposition,2D-VMD)方法对图像进行降噪处理,有效去除了伪影和缺陷轮廓边缘的毛刺,进一步提高了成像分辨率。反演结果表明该方法可以较为准确地重构出铝板上减薄缺陷的位置、大小和形状,具有较高的分辨率。 展开更多

关键词 固体力学 超声导波 缺陷反演 波束成形 衍射层析成像 二维变分模态分解

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半结构化环境稀疏点云可通行区域检测方法 被引量：2

10

作者 洪洋 袁夏 +4 位作者 高飞 成诚 杨欢 陈耀忠 陆建峰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2022年第18期251-259,共9页

传统的激光雷达可通行区域检测算法实时性好,但算法通常对点云数据的高度特征依赖较强,半结构化环境中斜坡等区域高度特征不稳定,易降低算法的性能。基于半结构化环境下三维稀疏点云数据,提出了一种基于直线特征的可通行区域实时检测算... 传统的激光雷达可通行区域检测算法实时性好,但算法通常对点云数据的高度特征依赖较强,半结构化环境中斜坡等区域高度特征不稳定,易降低算法的性能。基于半结构化环境下三维稀疏点云数据,提出了一种基于直线特征的可通行区域实时检测算法,预处理原始点云数据,并从中速提取直线特征;对直线聚类和筛选,从而提取有效的直线特征;使用直线特征检测结构化障碍物和非结构化障碍物;标记出可通行区域,并构建环境地图。实验结果表明,在校园半结构化环境中,该算法可以较稳定地检测可通行区域,在检测路缘石等高度较低的障碍物时表现出良好的性能,并且适应斜坡、颠簸、负障碍等地面。 展开更多

关键词 三维稀疏点云 直线特征提取 半结构化环境 可通行区域

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基于拦截效率最大化的高功率微波武器系统与中近程防空武器协同作战目标分配模型 被引量：5

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作者 李烨 郑纯 +1 位作者 马长胜 邱荣贤 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3489-3497,共9页

针对武器装备技术的发展对防空作战带来的挑战,提出一种基于高功率微波(HPM)武器系统与中近程防空武器协同作战目标分配设计模型。该目标分配模型首先设定作战场景,考虑HPM武器系统的软、硬杀伤效能,与中程防空导弹、近程防空导弹和末... 针对武器装备技术的发展对防空作战带来的挑战,提出一种基于高功率微波(HPM)武器系统与中近程防空武器协同作战目标分配设计模型。该目标分配模型首先设定作战场景,考虑HPM武器系统的软、硬杀伤效能,与中程防空导弹、近程防空导弹和末端近防炮协同作战,分析HPM武器系统及中近程防空武器的拦截效率,使用模拟退火算法给出目标分配模型求解方法,得出拦截效率最大化的防空武器分配方案。仿真实验结果表明,相比于蒙特卡洛算法和粒子群优化算法,模拟退火算法能够在更短的时间内寻找到拦截效率更高的解,有效解决协同作战中的目标分配问题,为HPM武器系统融入多武器协同防空作战系统奠定基础。 展开更多

关键词 高功率微波武器系统 协同防空 目标分配 拦截效率 模拟退火

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一种复杂环境下的胸环靶图分割方法 被引量：5

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作者 柳华林 张毅 +2 位作者 王海鹏 张立民 李雪腾 《兵器装备工程学报》 CAS 北大核心 2020年第5期107-112,共6页

提高基于计算机视觉的自动报靶系统对靶场环境的适应性,提出了一种基于深度学习的胸环靶图分割方法。利用金字塔场景解析网络,创建胸环靶图数据集,设置训练参数,完成胸环靶图分割模型的训练。训练好带有全局上下文像素级特征先验的模型... 提高基于计算机视觉的自动报靶系统对靶场环境的适应性,提出了一种基于深度学习的胸环靶图分割方法。利用金字塔场景解析网络,创建胸环靶图数据集,设置训练参数,完成胸环靶图分割模型的训练。训练好带有全局上下文像素级特征先验的模型,实现靶场视频图像中胸环靶的准确分割。实验证明,该方法精确实现靶场视频图像中胸环靶的像素级分割,mAcc指标平均达到98.76%,mIoU指标平均达到97.84%,有效提高了自动报靶系统的环境适应性。 展开更多

关键词 自动报靶 深度学习 PSPNet 胸环靶图 像素级分割

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充气式跳伞专用护具设计与分析 被引量：1

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作者 赵西友 刘胜祥 +1 位作者 王仁杰 武斌 《包装工程》 CAS 北大核心 2020年第1期211-216,共6页

目的对充气式跳伞专用护具进行深入研究和探索,弥补伞兵靴对踝关节防护的不足,改变对臀部(尾椎、腰椎)无防护措施的情况,从而降低伞兵的踝关节和臀部(尾椎、腰椎)损伤概率。方法研制了一种可穿戴的跳伞专用护具,根据实际应用需求,提出... 目的对充气式跳伞专用护具进行深入研究和探索,弥补伞兵靴对踝关节防护的不足,改变对臀部(尾椎、腰椎)无防护措施的情况,从而降低伞兵的踝关节和臀部(尾椎、腰椎)损伤概率。方法研制了一种可穿戴的跳伞专用护具,根据实际应用需求,提出了合理的设计方案,包括结构、外形、材料以及成型工艺的设计,通过理论分析和穿戴试验,验证了设计方案的可行性和合理性。结果充气式跳伞专用护具的结构、材料、工艺、性能均能满足液体类无伞空投的要求,伞兵穿戴后取得了优良的防护效果。结论充气式跳伞专用护具是一种实用、方便、经济的新型跳伞防护装备,具有推广应用价值。 展开更多

关键词 充气式 跳伞 护具 设计

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