战争模式的变革催生新的威胁目标出现,近年来随着技术的发展,空天高超声速飞行技术不断成熟且形成装备,需要针对性地发展导弹武器装备对其进行拦截打击。空空导弹飞行速度快、机动能力强,使用其进行空天高超声速攻防对抗有着弹道设计自由、探测背景干净等优势,本文阐述了国外空天攻防对抗的发展现状,分析了使用空空导弹进行空天攻防对抗的发射方式、热防护等难点,提出了需要重点研究的七项关键技术,为发展新型空天攻防对抗手段提供参考。

针对轴向柱塞泵脉动特性分析问题,建立了其数学及仿真模型,并根据仿真结果对脉动特性进行分析。首先建立缸体惯量、柱塞运动、柱塞腔及配油盘面积子模型,组合形成柱塞泵整体数学模型。其次考虑流体属性变化及漏油因素,通过AMESim的HCD库构建超级元件形成柱塞泵仿真模型;考虑流体属性中体积模量与流量系数随压力变化,利用MATLAB代码将数学模型转换为仿真模型。仿真结果基本一致,说明漏油及其他因素对仿真结果影响较小。此外,仿真结果表明,泵压力与流量脉动振型相位一致,泵出口压力大小与脉动幅值随转速与斜盘倾角增加而增加,脉动频率只随转速增加,不受斜盘倾角影响。通过仿真与试验数据对比,两者脉动幅值包络误差2.1%,验证了模型的正确性,两种仿真方式为柱塞泵的建模提供不同途径。

针对提高冲压发动机可调尾喷管用电液伺服系统控制性能问题,通过定义负载流量与负载压力,利用小偏量法建立系统线性模型,并设计基于自适应改进遗传算法的控制器,从而提升系统控制性能。分别对经典PID控制中比例、积分、微分3个参数及智能模糊控制中隶属函数、控制规则的58个参数进行全局寻优,前者采用二进制编码,后者采用十进制编码,克服设计者在进行无优化算法控制器设计时的经验主观性及控制系统性能未达最优的缺点。利用MATLAB进行数字离散系统编程仿真,结果表明:较优化前,遗传算法优化后的PID控制调节时间与超调更小,优化后的模糊控制响应时间更短且无超调,且后者响应时间和超调皆小于前者,即非线性智能模糊控制较线性PID控制更具优化潜力。

针对气囊式蓄能器吸收脉动的基础理论建模不足问题,将蓄能器进行力学模型简化,借鉴经典的质量-弹簧-阻尼系统模型,利用由参数增量表达的传递函数及流量方程,建立蓄能器气腔、液腔、进油阀及整体数学模型。在此基础上,通过编程仿真并深入分析气液腔的压力与体积对阶跃和正弦信号的动态响应特性,同时给出初始容积与预充气压力对蓄能器的影响规律。最终,为了验证蓄能器消除柱塞泵出口高压油液脉动效果,将蓄能器与柱塞泵的联合仿真结果与试验数据进行对比,两者结果基本一致,验证了模型的正确性,为蓄能器数学建模提供理论支撑。