电磁轨道炮作为一种采用电磁发射技术的新概念动能武器，具有初速高、射程远、能量释放易于控制等优点，是未来军事领域内具有广泛用途的武器装备。电磁轨道炮发射时处于高电压、大电流、强载荷的恶劣环境中，发射条件苛刻而复杂并具有一定的危险性，因此对电磁轨道炮的仿真和性能优化是电磁轨道炮研制过程中的一项重要内容。通过对电磁轨道炮工作特点的深入分析，本文对电磁轨道炮仿真数据一致性分析、平稳电流实现、平稳电流下的性能优化以及打击目标时射前电源时序快速计算等问题进行了深入的探讨。论文的主要研究内容包括以下六个方面：（1）建立电磁轨道炮部件及系统的模型。根据电磁轨道炮的工作原理和组成，将系统划分为电源、轨道、电枢-弹丸三个部件。按照电磁轨道炮发射过程中各个部件受到的物理作用，基于模块化方法建立各部件的模型。根据电源、轨道、电枢-弹丸各个部件间的影响关系，将各部件模型连接到一起构成整个电磁轨道炮的模型，作为后续仿真、分析和优化的基础。（2）针对电磁轨道炮的数据具有非平稳、多阶段的特点，提出一种基于改进灰色关联分析的仿真数据一致性分析方法，并给出满足灰色关联四公理的证明。该方法从数据序列间的形状相似性和数值接近性考虑，给出改进的灰色关联度模型，结合发射过程不同阶段的重要性不同，定义一种综合关联度模型，用以分析整个发射过程时域内仿真数据的一致性。然后，考虑到仿真数据频域一致性分析的需要，结合小波分析方法对数据多尺度分析无需先验知识的特点，对非平稳数据进行平稳化处理，并利用最大熵谱估计法在频域内对平稳数据进行一致性分析。最后，根据从时域和频域不同角度获得的一致性分析结果，基于D-S证据理论提出一种时频结合的仿真数据一致性分析方法，对仿真数据进行全面的分析。通过实例验证电磁轨道炮仿真数据一致性分析方法的有效性。（3）针对电磁轨道炮发射时电流波形的平稳性要求，提出一种多阶段时序设计策略。根据电源模块按照一定时序放电的特点，将电磁轨道炮发射过程分为多个阶段，每个阶段通过设计时序使局部最大电流峰值与期望的电流峰值间的峰值偏差最小，而达到使整个电流波形平稳的目的。针对每个阶段的电源时序优化问题，提出一种惯性权重动态调整粒子群算法，该算法将各个阶段的电流峰值偏差信息引入到粒子速度更新过程中，通过合理控制粒子的飞行速度，提高算法的优化效率。多阶段时序设计策略和惯性权重动态调整粒子群算法为实现电源模块时序放电获得平稳电流提供一种有效的方法。通过实例验证平稳电流实现方法的有效性。（4）针对发射过程中在可允许的条件下尽可能提高电磁轨道炮性能的问题，提出一种平稳电流下的基于元模型的电磁轨道炮性能优化方法。根据考虑的设计变量，利用均匀试验法确定仿真试验方案。在每组试验方案下，通过多阶段时序设计策略和惯性权重动态调整粒子群算法设计时序，确保电流波形平稳。利用平稳电流下均匀试验的多组数据，构造性能指标的元模型。构建的元模型结构简单，计算时间短，考虑了发射过程的平稳性要求，能有效提高电磁轨道炮性能优化的速度。通过实例验证平稳电流下的电磁轨道炮性能优化方法的有效性。（5）针对电磁轨道炮在未来战场使用过程中的快速反应问题，提出一种电磁轨道炮发射前的电源模块放电时序快速求解方法。通过将速度划分为最大速度和介于最大速度之间的速度即区间速度，构建使用不同数量电源模块放电时弹丸最大速度与时序间的关系数据表以及区间速度与时序间的元模型。根据电磁轨道炮发射时期望获得的炮口速度，利用建立的弹丸炮口速度与电源模块放电时序间的映射关系，快速获得电源模块的放电时序，大大减少时序求解的时间。通过数值仿真对电源时序快速求解方法的有效性进行验证。（6）考虑利用仿真技术对电磁轨道炮研究时，需要用到大量的算法、方法和策略等，为了便于各项研究工作的进行，设计并实现电磁轨道炮一体化仿真系统。根据研究任务的不同，仿真系统具有单点集中和网络分布两种运行模式，能够实现对电磁轨道炮工作过程的仿真分析、优化和演示等多种任务，便于对本文提出的各种方法的使用，有力地支撑电磁轨道炮的研究。同时，仿真系统具有很强的可扩展性，易于开发新型电磁轨道炮仿真系统，拓宽了仿真系统的适用范围。本文结合电磁轨道炮仿真和性能优化中面临的问题，提出了相应的算法、方法和策略，开发了一体化电磁轨道炮仿真系统，研究成果能够为电磁轨道炮分析、设计、使用及演示验证提供重要支撑，具有重要的理论意义和应用价值。