В этом примере показано, как моделировать концептуальное моделирование радиолокатора управления воздушным движением (УВД) на основе уравнения дальности радиолокатора.
Чтобы сделать параметры для проектирования радиолокационной системы более простыми для изменения и определения их значений, модель имеет графический интерфейс пользователя. Параметры радара и погоды могут быть изменены из этого графического интерфейса пользователя. При моделировании влияние этих параметров можно видеть на дисплее объема, который показывает фактическую дальность полета самолета желтым цветом и расчетную дальность полета самолета от радара пурпурным цветом. Другим выходным сигналом, который можно просмотреть, является вычисленное отношение сигнал/шум (SNR) сравнивается с идеальным SNR. Идеальный SNR также указывается в GUI. Результат отображается в блоке дисплея и будет равен 1 (SNR > = идеальное SNR) или 0 (SNR < идеальное SNR).
В модели используются Simulink ® и Stateflow ®, разделенные на три основные подсистемы: радар, самолет и погоду.
Использование подсистем полезно двумя способами: модель организована и проще для понимания, и работа может быть разделена между несколькими инженерами по подсистемам. Машина Stateflow с меткой «check SNR» выполняет логическое сравнение вычисленного SNR с идеальным SNR и выводит данные на основе этого сравнения.
Вы можете запустить моделирование, чтобы определить, может ли радар захватить самолет на выходе в области. С помощью GUI радар и погодные параметры могут быть изменены и изменят дальность, где самолет можно будет «увидеть».
Откройте и смоделируйте модель aero_atc.
open_system('aero_atc'); sim('aero_atc');
bdclose('aero_atc')
Радиолокационные системы предназначены для конкретной цели и очень редко могут эффективно использоваться для других применений. Каждая новая спецификация РЛС требует вычисления новых значений параметров. При проектировании РЛС для приложения имеется ряд параметров, формирующих конструкцию. Некоторые из этих параметров содержатся или логически выводятся из спецификации клиента. Другие выбираются произвольно с использованием наилучшей оценки инженера-конструктора. Это первое примерное решение для проекта системы. Отсюда происходит постоянное уточнение проектных параметров до достижения оптимальной конструкции. В случае внесения каких-либо изменений в спецификацию заказчика может возникнуть необходимость доработки процесса проектирования с самого начала. Параметрический характер этой стратегии проектирования позволяет автоматизировать работу.
aero_atcgui;
close('Air Traffic RADAR Design Parameters');
Мы заинтересованы в разработке концепции наземного радара управления воздушным движением (УВД). Рассмотрим спецификацию потенциального заказчика.
Это пример спецификации заказчика, на которой будет основан процесс проектирования. Заказчик, возможно FAA, предоставляет некоторые основные требования к конструкции РЛС, оставляя ряд вариантов выбора параметров инженеру-конструктору.
Следует отметить, что некоторые логически полученные параметры зависят от допущений, сделанных инженером, и должны пересчитываться каждый раз, когда оптимизируются наилучшие параметры оценки. Эта проблема хорошо поддается моделированию. Используя Simulink и Stateflow, инженер-конструктор имеет возможность анализа, чтобы иметь изменяющиеся во времени варианты конструкции для тестовых прогонов Monte Carlo, то есть: сечения и расположения летательных аппаратов, погодные сечения и расположения.
Вот как продукция MathWorks ® подходит для концептуального проектирования радаров:
Используя спецификацию заказчика и уравнения радиолокационного диапазона вместе с уравнениями, описывающими физику системы, модель создается в MATLAB ®, Simulink и Stateflow. Используя модель с командой sim для пакетных прогонов, эти параметры наилучшего анализа можно оптимизировать для различных условий, погоды, летательных аппаратов, используя имитационный прогон Monte Carlo для доказательства надежности. Результатом является набор оптимизированных радиолокационных параметров, которые могут быть использованы для построения детальной модели блок-схемы полной радиолокационной системы для дальнейшего анализа системы в Simulink с Toolbox™ системы DSP.