超参数优化神经网络驱动的弹炮碰撞动力学建模

罗灿; 黎科先; 马佳; 师军飞; 尹来容

弹道学报 ›› 2026, Vol. 38 ›› Issue (1) : 1 -10.

罗灿, 黎科先, 马佳, 师军飞, 尹来容

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摘要

针对弹炮异形曲面动态耦合效应引发的接触碰撞建模难题，提出了一种基于数据驱动的身管-弹丸接触碰撞智能建模方法，并开发了相应的模型性能优化方案。鉴于内膛发射极端环境实测困难性，基于有限元仿真模拟手段构建网络模型训练所需样本库，系统涵盖法向初始碰撞速度梯度变化工况;开发超参数混合智能优化框架，通过试错法筛选确定网络激活函数与隐藏层节点分布域，结合遗传算法精调隐藏层节点数与网络初始权值偏置设置;构建全域统计-局部剖析双层评估机制，采用箱线图量化所建数据驱动模型整体预测波动特性，结合泰勒图剖析代表性中位线模型的局部细节特征，系统检验模型预测性能稳定性与泛化能力。仿真结果验证了良好超参数设置在提升模型外插预测性能中的关键作用。所提研究方案不仅可建立性能优异的弹炮复杂表面接触碰撞响应预测模型，还为其他复杂系统的本构模型研究提供了可迁移的方法框架。