机载导弹挂架是搭载空空导弹的装置,其设计质量的好坏对导弹发射性能有着重大影响,为提升机弹匹配性能及导弹发射控制精度,本文对一种机载导弹挂架进行设计,并围绕其弹射结构与原理、导弹脱离挂架时以及导弹点火前的物理信息提取、多目标优化算法研究、挂架弹射机构优化与主体减阻优化展开了研究。本文首先对一种双臂式弹射导弹挂架进行结构设计,着重对其弹射部分的结构进行原理研究,并分析出了导弹脱离摆臂时的起始角度、位置与摆臂长度等弹射结构设计参数之间的关系,为导弹挂架的优化设计提供理论参考,并完成了挂载导弹的关键部件静力学分析,保证了其强度的可靠性。为了提取导弹脱离挂架时的物理信息,制定了提取机弹分离初始物理信息的研究方案,建立了标识圆物理信息与导弹物理信息之间的映射关系。利用高速摄像机高fps、邻帧标识圆可预测的特点,提出了一种动态区域RHT算法;通过模拟实验对该方法进行验证,实验证明了其预测误差不超过1.5%,预测搜索框的相对距离误差不超过5%,在复杂背景环境下,该方法同样是有效的研究手段,相比传统算法缩减近41.6%的耗时。然后对所开发的导弹试弹射验证系统软件各模块进行分析,给出物理信息的提取结果,最后通过实弹弹射实验,证明其提取物理信息平均误差不超过2.39%。系统验证了本算法的准确性,为进一步的优化设计解决了其实验方法。为了提取导弹点火前的物理信息,对导弹脱离挂架后的弹射弹道进行仿真建模,对导弹运动、受力分析来建立导弹动力学、运动学方程组,分析了几种常用湍流模型及适用范围,奠定了导弹脱离挂架后物理信息提取的理论基础。最后对用于流场分析的机翼/挂架/导弹模型进行网格划分,并确定了仿真的工况、仿真流程及软件参数设置。为了更有效的优化导弹挂架弹射机构,进行多目标优化算法研究,借鉴量子遗传算法提出了一种改进的多目标量子遗传算法（CQGA）。在保留原有的量子染色体特性的基础上,对量子旋转门操作进行了动态修正:针对多目标优化问题动态变化最优解选定策略、动态修正旋转角以避免陷入局部最优解;引入了H门和全干扰交叉变异来增强种群多样性;通过与经典多目标优化算法NSGA2的对比,其IGD指标数值下降了约21.6%,证明了该算法具有良好的多样化收敛特性。最后对挂架结构进行优化并提取了导弹下落物理信息,主要优化了挂架弹射结构:先使用正交试验法进行样本设计并通过机弹分离物理信息提取实验得到CFD仿真的输入信息,在得到仿真结果,即导弹轨迹和物理信息后,通过分析其变化特点,设计了相应的目标函数,并用RBF神经网络拟合-CQGA多目标优化来得到最优解,优化后的结构参数l1=742mm、l2=708mm、β=0.185,其在四种飞行工况下都满足f1+f2<5,显著优于已有的结果,证明优化成功。其次对挂架头部迎风面曲线进行了优化:利用二维流体仿真效率高的特点采用matlab-fluent联合仿真来进行挂架主体的减阻优化。以四阶贝塞尔曲线为优化对象,确定了自变量参数并用正交试验法设计相应样本,通过RBF神经网络拟合-QGA优化并配合matlab进行循环直到达到优化标准。优化后的阻力系数为0.5621,相比优化前降低了2.04%。最后展示了优化后的挂架实物图。