为向开展具体的风洞虚拟飞行试验技术提供引导，针对应用于飞控系统评估的风洞虚拟飞行试验系统及关键技术进行了分析。基于传统意义上的飞控系统评估方法的不足，分析风洞虚拟飞行试验应用于飞控系统评估的优势；按飞控系统常用的姿态控制回路及制导控制回路的组成形式，介绍风洞虚拟飞行试验系统方案与工作原理，详细分析它与半实物仿真系统的差异；分析风洞虚拟飞行试验应用于飞控系统评估需解决的关键技术问题，包括风洞虚拟飞行试验评估方法、飞行器模型设计技术、飞控系统改进技术及模型支撑技术。

针对气动热、过载、动压、控制量、航路点、禁飞区以及终端状态等复杂约束条件，提出高超声速飞行器多目标滑翔弹道优化方案。建立换极运动模型，简化部分约束条件的处理，并规避了传统运动模型的奇异问题；在此基础上，引入物理规划方法将多目标优化问题转换为反映设计者不同偏好的单目标优化问题；进一步基于分段Gauss伪谱方法将弹道单目标优化的最优控制问题转换为非线性规划问题进行求解。仿真结果表明，该方法获得的滑翔优化弹道能满足复杂约束要求，同时能够反映设计者的不同偏好。

为提高天基预警系统对多目标的跟踪能力，提出扫描传感器纬度区间扫描模式和凝视传感器目标群跟踪模式，并基于此种模式设计基于聚类的扫描传感器纬度区间扫描调度方法和凝视相机目标群跟踪调度方法。由于诸多传感器的工作模式、探测频率、测量误差、视场模型均不相同，推导不同探测频率、视线误差的多传感器联合观测跟踪的克拉美-罗下界计算公式。综合运用以上方法，建立多体制传感器综合调度优化方法。仿真试验表明，该方法比传统工作模式下的系统对多目标具有更高的跟踪精度。

缩比模型试验是获取大型运载火箭动特性的一种有效途径，其中一项重要内容是动力学缩比模型设计。以某型运载火箭为原型对象，根据其结构组成分别推导各部件的相似关系；利用横向刚度和质量相似系数的一致性，联立形成了运载火箭横向动特性相似关系；考虑实际加工制造条件，分析了横向刚度和质量相似系数的约束；根据上述相似关系和相似系数约束设计了1/5缩比模型，并对该缩比模型的动特性相似进行有限元数值计算验证。验证结果表明，设计所得1/5缩比模型在动特性方面与原型具有较高的相似性，相关方法能够有效应用于运载火箭的动力学缩比模型设计。

为了研究和分析航天器推进系统气液路故障的发展变化规律及对整个推进系统性能的影响，在某挤压式航天器推进系统仿真模型的基础上，分别采用Realizable k-ε湍流模型和一维可压缩流模型对气路泄漏和堵塞故障进行动态仿真，采用一维不可压瞬变管流模型与变流量系数模型对液路泄漏和堵塞故障进行仿真分析。仿真结果表明：推进系统增压气路堵塞和泄漏故障，会导致增压不足，使推进剂供应管路压强下降；推进剂供应管路堵塞故障和泄漏故障会导致混合比偏离设计值，使推进系统性能降低。两类故障都会引起推力不足，致使系统性能降低。两者的不同之处在于：堵塞故障下，故障组件上游压强高于额定工况，推进剂消耗低于额定工况；泄漏故障下，故障组件上游压强低于额定工况，推进剂消耗高于额定工况。

针对空间飞网系统任务设计需求，研究飞网牵拉模式对系统展开性能的影响。建立空间飞网系统拉出展开过程动力学模型，并通过地面试验对比验证了模型的有效性。面向任务需求建立空间飞网系统评价指标，针对四、六点牵拉模式，采用有限绳段方法对飞网系统进行建模仿真。模型中保持绳网质量和初始发射能量一致，对评价指标的分析结果表明，在六点牵拉模式下，飞网系统飞行性能指标和力学性能指标有明显提高，但能量利用率和系统可靠性小幅下降。

针对基于方差的全局可靠性灵敏度指标，分别提出基于方差的区域和参数化可靠性灵敏度指标，以衡量输入变量的取值区域发生变化时或输入变量的方差减小时整个输入变量系统对失效概率不确定性贡献的变化情况。然后从Pearson相关系数的视角分别将所提指标表述成无条件失效域指示函数与固定某一随机输入时的条件失效域指示函数之间的相关系数。在此转换的基础上，提出基于Pearson相关系数的两种求解方法，一种采用蒙特卡洛方法重复抽样进行循环计算，另一种借鉴重要抽样的思想。功能函数的计算样本可重复使用而不增加任何额外的计算代价，故后者大大提高了求解所提区域和参数化灵敏度指标的计算效率。算例结果验证了所提指标的合理性，同时也证明了所提方法的准确性与高效性。

基于航天器空间碎片被动防护需求，对一种新型填充式波纹夹层结构进行超高速撞击仿真研究，分析超高速撞击过程以及结构的穿孔破坏情况和所形成的碎片云的特性，并与相同面密度Whipple结构进行对比。其撞击现象与Whipple结构相似，但其碎片云的头部速度小于Whipple结构，而径向膨胀最大速度和膨胀半角均大于Whipple结构。随撞击初速从3 km/s~10 km/s不断增大，波纹夹层结构的撞击穿孔尺寸变大，形状也更不规则。此外，结构中的填充树脂对碎片撞击能量的吸收贡献最大，后面板所吸收的能量所占比重较大，而前面板和波纹板对碎片撞击能量的吸收贡献较小。研究结果对空间碎片防护结构的设计具有一定的参考意义。

为了提高风场干扰环境下飞艇的导航精度，研究飞艇抗风场干扰导航算法。在建立风场干扰条件下飞艇速度误差约束模型的基础上，设计抗风场干扰的约束Unscented卡尔曼滤波算法。确定风场干扰条件下飞艇的速度误差约束量，将该约束与Unscented卡尔曼滤波算法相结合，对速度误差进行估计和补偿，以减小风场对飞艇定位精度的影响；证明该算法的状态估计量不仅是无偏的，而且协方差小于标准Unscented卡尔曼滤波的协方差；将提出的算法应用于捷联惯导/天文/合成孔径雷达组合导航系统中进行仿真验证，并与自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应Unscented卡尔曼滤波算法进行比较。结果表明：提出的约束Unscented卡尔曼滤波算法的滤波性能明显优于自适应扩展卡尔曼滤波和抗差自适应Unscented卡尔曼滤波算法，能够有效抑制风场对飞艇定位精度的影响，提高飞艇的导航定位精度。

针对探空火箭遥测带宽低、图像监控通路多、系统小型化等设计难点，提出一种基于ADV212的图像采集与压缩系统设计方案。采用可以同时支持无损和高压缩比有损压缩的JPEG2000图像压缩标准，提出适用于箭上图像采集特点的通道切换和中断处理策略，并以“乒乓”操作的流水线作业方式实现多路图像通道数据吞吐，通过两个实时发送通道和一个缓存发送通道向火箭遥测链路发送图像数据。提出一种具有动态帧频和压缩比的图像压缩方案，解决了探空火箭遥测带宽有限这一问题。本设计以Virtex-4系列现场可编程门阵列作为系统控制核心，采用ADV7182和ADV212分别完成图像的采集和压缩，分别采用静态随机存取存储器和同步动态随机存储器实现图像的实时传输和缓存传输。通过比较图像间的峰值信噪比值，试验并分析了适用于电荷耦合元件图像的压缩滤波器和小波变换级数，得到了较为满意的图像质量。设计较好地满足了本次空间环境垂直探测探空火箭的图像采集任务。

星机双基地合成孔径雷达系统中，由于收发平台运动速度差异较大，因此需要对收发波足（波足是指波束在地面的投影）的运动速度进行合理的设置，减小收发波足速度差，尽可能地提高收发波足覆盖范围和时间，进而实现高分辨率、大方位场景成像。根据收发波足覆盖时间的相互关系，分析收发波足共同覆盖范围内的方位向成像性能。分析收发波足方位向位置偏移对方位向成像性能的影响，从而对星机双基地合成孔径雷达系统的波束同步精度提出要求。仿真结果表明，所提出的方法能够很好地分析收发波足同步误差对成像性能的影响，能够为星机双基地合成孔径雷达系统设计提供重要参考。

针对非线性非高斯导航系统信息处理问题，采用自组织算法、神经网络和遗传算法等改进传统非线性Kalman滤波算法，构建一种自适应的组合导航系统。应用具有冗余趋势项的自组织算法、Volterra神经网络和遗传算法，建立导航系统误差的非线性预测模型，进而计算得到其预测值；将该预测值与Kalman滤波算法求得的估计值进行比较得到差值，以此监测Kalman滤波算法的工作状态；采用自适应控制方法，在导航系统结构层面改进Kalman滤波算法，构建新型的导航系统误差补偿模型。开展基于导航系统KIND-34的半实物仿真研究，应用所提出的改进方法改善了导航系统误差的补偿效果，提高了组合导航系统的自适应能力和容错能力。

对欺骗信号的到达角检测是目前最有效的欺骗检测方法之一，常用的到达角检测又分为载波相位单差和载波相位双差检测。载波相位单差检测技术不能应用于运动载体，载波相位双差技术对多阵元发射的欺骗信号或单路欺骗信号失效。针对该问题，提出一种惯导辅助的三元天线阵欺骗干扰检测技术，该算法主要应用于车辆运动载体，运动载体只需在某一时间段内运动一段距离即可利用该算法进行欺骗干扰检测。该算法对多阵元发射的欺骗信号或单路欺骗信号都同样有效。通过理论分析和仿真实验验证了所提方法的有效性，并得出天线阵基线长度越长，运动位移越大、欺骗源距离接收天线越近，信号入射方向与天线位移方向夹角越接近90°，该方法检测性能越优的结论。

详细推导单目标和群目标条件下单脉冲比的统计特性，根据其本质差异提出基于单脉冲比的群目标检测算法，在双目标条件下通过仿真分析了群目标检测性能与信噪比、目标角度间隔以及复幅度比之间的关系，得出了有益的结论。当小目标伴随大目标时不容易被检测出来；两个幅度相当的目标，相位差别越大越有利于群目标检测。群目标检测可以有效剔除“野值”，为分辨与测量奠定基础。

研究卫星平台姿态误差对TDICCD相机成像几何质量的影响有助于提出姿态指标设计要求以提高相机几何成像质量，以像点位移为中间参量，研究平台姿态误差和成像几何质量指标之间的定量关系。基于平台姿态误差引起的像移速度、偏流角和积分时间等成像参数误差分析，结合严密几何成像模型推导像点位移的误差模型，建立从像点位移量到相邻像元间角度畸变、长度畸变、像元分辨率和定位误差等几何质量指标的定量模型，构建从平台姿态误差到相机成像几何质量指标的完整定量分析链路。仿真实验结果表明，偏航角姿态误差是影响成像几何质量的主要因素。

为降低LDPC（低密度奇偶校验码）码错误平层，提出一种基于环分类搜索的APPSLDPC（数列分割移位的LDPC）码构造算法。该算法具有码长、码率和列重的任意可设性，同时该类码的Tanner图围长至少为8。循环移位因子可以通过简单的代数表达式描述，从而降低内存需求。仿真结果表明，当误码率达到10^-5时，APPS-LDPC码(496,248)相对于PEG-LDPC（渐进边增长LDPC）码获得了约1.9 dB的性能提升；随着信噪比的升高，两条译码性能曲线之间的差距将更大。此外，列重为3的APPS-LDPC码(6144,5376)在信噪比4.6 dB以后并未出现明显的错误平层。该构造算法与PS-LDPC码相比，在误码率达到10^-8时大约获得0.25 dB增益；与围长为4和6的PEG构造算法相比，在错误平层区域其译码性能极优；同时相较于此两者，其构造复杂度和耗时也展现出一定优势。通过基于Tanner图的诱捕集分析方法，统计APPS-LDPC码 (496,248) 中由8环组成的部分小型诱捕集并不存在，从而证明了其错误平层降低的原因。

采用量子粒子群求解声压和质点振速组成的非线性相关方程组，实现多目标声源方位的估计。为提高精度，应用最小二乘法对测量结果进行拟合并建立预测模型，通过卡尔曼滤波对方位轨迹进行优化。结果表明：单矢量水听器能够同时分辨多个目标方位，解算结果应使用统计特性表示；采用本方法最多能分辨7个目标，目标个数越多，方位误差越大；信噪比越高，分辨率和精度越高，偏差越小；通过数据拟合然后卡尔曼滤波的方法能够有效提高目标方位跟踪精度。

流间网络编码机制需要借助通知报文来确定编码机会，现有的机制一般采用“τ间隔通知机制”，但对通知间隔τ的选取及其导致的开销并未进行分析。通过分析“τ间隔通知机制”所产生的通信开销及其对编码机会和吞吐量的影响，提出一种自适应通知报文发送机制。在自适应通知报文发送机制中，无线节点根据局部网络的流量自适应地确定发送间隔，且通知报文仅携带最近2个通知间隔侦听到的数据包信息，在保证编码机会的情况下降低通知报文中携带的信息量和通知报文的发送频度，从而降低附加开销和冲突。网络模拟器仿真实验结果表明：自适应通知报文发送机制能有效地减少通知报文发送的额外带宽开销，取得比采用“τ间隔通知机制”的流间编码机制更高的吞吐量。

对流应用系统进行吞吐量分析需要将周期静态顺序调度建模到数据流图中，吞吐量分析效率依赖于数据流图的规模及建模时间。为了提高吞吐量分析效率，提出基于同构同步数据流图的调度感知同步数据流模型及相应建模方法。通过利用应用模型结构特征及周期静态顺序调度，可减少模型中的任务、边和初始符号数目；可以使用已有分析方法对模型进行吞吐量分析。实验结果表明，所提建模方法优于已有方法，可有效提高吞吐量分析效率。

为评估脉冲激光试验对研究SoC（片上系统芯片）单粒子效应的有效性，构建了一个65 nm SoC的脉冲激光试验系统，并进行了试验。提出并采用坐标定位法、有源区聚焦法、ΔZ补偿法等针对大规模倒装焊集成电路的试验方法。对SoC的片上存储器、寄存器文件、RapidIO、DICE触发器等部件进行了脉冲激光试验和分析。结果表明：片上存储器对脉冲激光最为敏感，部件的激光试验与相应的重离子试验现象吻合，利用脉冲激光试验可有效研究纳米工艺下大规模集成电路的单粒子效应。

三值光学计算机的运算请求处理过程缺乏合理、系统的性能评价标准与体系。基于M/M/1、M/M/n、M^X/M/1和M/M^B/1构成的复杂排队系统，构建三值光学计算机的四阶段服务模型，同时建立立即调度和结束时调度两种策略和算法。基于不同排队系统讨论运算请求的接收时间、预处理时间、运算时间和发送时间的计算方法，进而得到最终响应时间。通过仿真实验对两种策略的模型进行验证，结果表明，结束时调度策略明显优于立即调度策略。

以无人车集群系统协同监视再入体着靶过程为任务背景，开展智能集群自组织策略相关技术研究。设计无人车集群执行再入体着靶协同监视的集群行为模式；针对协同监视过程中的集群聚集行为，提出基于合作博弈的智能集群自主聚集策略。各智能体以实现群体聚集为“合作目标”，以降低自身能量消耗为“竞争目标”，开展博弈；基于微粒群算法规划局部路径，最终使群体系统涌现出聚集行为。仿真实验验证了设计的自主聚集策略的有效性。

建立包含框架热致耦合变形的导引头伺服机构摩擦力矩分析模型，重点研究环境温度变化对角接触轴承几何参数及摩擦力矩的影响。以反射镜式导引头为例进行摩擦力矩分析，结果表明：随着温度的降低，润滑脂黏度的上升是导致伺服机构在低温时摩擦力矩剧烈上升的主要原因，框架耦合变形占比较小。搭建基于电测法的摩擦力矩测试系统，用快速温变实验箱模拟环境温度，测量伺服机构摩擦力矩并与理论计算结果进行对比分析，实验证明摩擦力矩实验结果与理论模型计算结果一致。

通过平板凹槽喷气减阻模型试验，研究了航速和气流量等因素对平板气层减阻规律的影响，并利用水下摄像系统对不同凹槽构型内的气层形态进行了观测。试验结果表明：不喷气时凹槽的存在会使平板的阻力增加；喷气可以有效减小平板阻力，存在饱和气流量；饱和气流量随着槽深的增加而减小，饱和气流量下平板的绝对减阻率随航速的增加而降低；设置凹槽构型是保持平板下表面气层稳定性的有效措施，合适的凹槽构型可以明显改善平板底部喷气流场，提高平板喷气减阻效果；在Fr为0.119时，饱和气流量下平板的绝对减阻率可以达到40%以上。

以grimech 3.0详细反应动力学机理为基础，计算贫燃甲烷氧化时各个基元反应对关键中间组分的生产与消耗的贡献，并利用敏感性分析的方法研究甲烷氧化过程中各基元反应对整体反应速率的贡献程度。在确定主反应路径的前提下，构建包含16种组分、31步反应的甲烷氧化的简化反应动力学机理，并与详细机理做比较。该简化机理主要适用于当量比在0.2以下的极端贫燃工况。

在惯性约束聚变靶丸内爆过程中，辐射烧蚀所产生的冲击波经过带有扰动的界面时，会触发Richtmyer-Meshkov不稳定性。惯性约束聚变内爆靶丸一般使用掺杂的CH塑料或者掺杂的Be材料作为烧蚀层，为了探索Be和CH塑料烧蚀层对Richtmyer-Meshkov不稳定性抵抗能力，对界面预制单模正弦扰动的双层靶中Richtmyer-Meshkov不稳定性发展过程进行了理论分析与数值模拟。理论分析认为Richtmyer-Meshkov不稳定性线性增长率和X射线辐射温度、界面扰动波长、扰动振幅以及烧蚀层密度有较大关系。使用辐射流体力学程序对辐射温度高达100 eV的黑体谱X射线烧蚀界面带有扰动的双层靶进行了模拟。模拟结果表明，在相同的辐射烧蚀条件下，CH塑料/泡沫(CH/Foam)靶界面扰动增长比Be/Foam快，密度较大的Be对Richtmyer-Meshkov不稳定性具有更强的抵抗能力。该研究结果对惯性约束聚变内爆靶丸的设计具有重要的参考价值。

良好的测试性设计对系统维修性具有重要意义，测试性增长试验通过一系列测试性设计缺陷发现和纠正措施，可保证系统测试性指标达到设计要求。针对基于延缓纠正的测试性增长过程中的资源配置问题进行研究，基于增长试验目标是否明确和试验资源是否受限制问题构建资源优化配置模型，并提出一种基于拉格朗日松弛和本地搜索的快速优化算法。仿真结果表明：该模型能够有效指导测试性增长中的资源优化配置问题，所提混合优化方法能够高效、准确地求解整数规划问题。

为了实现计算机自动生成多阶段任务系统的二元决策图可靠性模型，提出了二元决策图可靠性建模的通用方法。定义了嵌套的二元决策图数据结构BDD_Element，给出了二元决策图模型的描述和存储方法，提出了与门、或门和k/n表决门向二元决策图模型的自动转化算法。给出了建立多阶段任务系统二元决策图可靠性模型的2个步骤：基于逻辑门转化算法，将部件逻辑关系结构函数转化为阶段二元决策图模型；基于二元决策图布尔操作规则整合阶段二元决策图模型。卫星姿态调整任务的可靠性分析表明：该方法可以有效应用于多阶段任务系统的可靠性分析。

核安全是国家安全体系的重要组成部分。针对博弈过程定量化分析方法的不足，调整冲突消解图模型分析方法并将其应用于核危机博弈分析。提出冲突消解图模型分析流程、相关定义和矩阵表示方法；以1969年爆发的中苏核危机为背景，基于历史数据构建核危机冲突模型，应用矩阵表示算法分析博弈状态演化过程；引入博弈政策和军事能力两类模型参数，调节参数进行博弈模型敏感性分析；应用联盟分析方法识别出可能存在的决策者联盟及其对国家关系演化的影响；根据模型数据分析结果，总结相关结论和决策参考。研究结果表明，冲突分析方法适用于核危机管控研究，采用与军事实力相匹配的策略在危机博弈演化中具有重要作用。

为揭示潜艇应急上浮过程中的强非线性运动及水动力作用规律，基于RANS方程及流体体积模型，针对Suboff标模建立了潜艇应急上浮数值预报方法。通过开展不同纵倾攻角及斜航漂角下全附体模型的水动力计算，验证了该计算方法的有效性，确定了其适用范围，进而结合整体动网格技术模拟了潜艇的应急上浮过程，获得了艇体六自由度运动的时历参数及流场细节信息。数值模拟结果表明该方法能够较合理地描述潜艇上浮的运动规律，也证明了该方法在潜艇上浮多自由度运动及水动力性能研究中的潜力和适用性。