電磁軌道炮系統(tǒng)性能優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、在新軍事革命的需求牽引下，新概念動能武器以其卓越的性能，受到了廣泛的關(guān)注。電磁軌道炮作為新概念動能武器的一種，具有發(fā)射速度高、能量易控，隱蔽性好等特點，將會是未來武器戰(zhàn)場中強有力的一部分。由于其發(fā)射過程復(fù)雜、試驗費用和后期維護(hù)費用均較高、且試驗周期較長，因此考慮采用仿真方法對其進(jìn)行分析、設(shè)計。本文針對電磁軌道炮的出口速度與轉(zhuǎn)化效率往往不能同時得到最優(yōu)性能的問題，對電磁軌道炮的多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計方案進(jìn)行研究，在不同的目標(biāo)間協(xié)調(diào)讓步，以取得整體

2、滿意的方案。同時，對于電磁軌道炮系統(tǒng)建模、性能分析及單目標(biāo)優(yōu)化等進(jìn)行了深入的研究，主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面。
　　首先，建立電磁軌道炮系統(tǒng)模型。為清晰描述系統(tǒng)發(fā)射過程，將系統(tǒng)模型劃分為電源、軌道、電樞-彈丸等子模型。并建立電磁軌道炮系統(tǒng)優(yōu)化模型，提出優(yōu)化指標(biāo)、優(yōu)化變量及所需滿足的約束條件，為后續(xù)仿真分析與優(yōu)化設(shè)計奠定基礎(chǔ)。
　　其次，對影響電磁軌道炮性能指標(biāo)的發(fā)射諸元進(jìn)行因素分析。采用正交試驗設(shè)計方法，通過極差分析得到影

3、響各性能指標(biāo)的因素重要程度及不同指標(biāo)下因素間的最優(yōu)水平組合。考慮電流峰值的約束條件，通過綜合評判的原則給出一組可行方案，該方案可作為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計的一組初始解。
　　再次，分別以出口速度與轉(zhuǎn)化效率為優(yōu)化指標(biāo)對電磁軌道炮系統(tǒng)進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計。采用和聲搜索算法作為主要優(yōu)化方法，結(jié)合懲罰函數(shù)法解決過程約束問題，其單目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果為電磁軌道炮多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計提供參考和決策依據(jù)。
　　最后，采用兩種多目標(biāo)優(yōu)化思路對電磁軌道炮系統(tǒng)進(jìn)行多目