РЭС и общая характеристика их проектирования. Генерирование корреляционных случайных процессов методом фильтрации. Особенности компьютерного проектирования. Модели объектов проектирования

Страницы работы

56 страниц (Word-файл)

Содержание работы

                                                                          Билет 1

1 вопрос.

РЭС и общая характеристика их проектирования

Задача проектирования – это изготовление устройств, обладающих лучшими параметрами или эффективностью, чем аналог или прототип.

В зависимости от сложности, РЭС делятся на:

·  Комплексы

·  Системы

·  Устройства

·  Узлы

Узлы – это конструктивно законченные сборочные единицы, выполняющие отдельные функции по генерированию и обработке сигналов (стабилизатор напряжения ±5В).

Устройство – это функционально законченная конструктивная единица, состоящая из определенных узлов и имеющая самостоятельное назначение (ТВ-приемник, индикатор РЛС).

Радиотехническая система – взаимосвязанная совокупность устройств и узлов, способная решать определенную техническую задачу (РЛС, система связи).

Радиотехнический комплекс – взаимосвязанная совокупность радиотехнических систем и устройств, решающая определенную тактико-техническую задачу и способная к перестройке структуры (комплекс контроля воздушного пространства).

Существует 3 разновидности проектирования, в зависимости от сложности задачи:

1.  Частичная модернизация (улучшение характеристик на десятки процентов);

2.  Существенная модернизация (улучшение в разы);

3.  Изготовление нового РЭС на основе известных или новых физических принципов.

Проектирование делят на стадии:

1.  Разработка технического задания;

2.  Предварительное проектирование (научные исследования, обработка основных узлов, экспериментальное исследование отдельных узлов);

3.  Эскизное проектирование (эскизный проект, опытный образец, экспериментальное исследование);

4.  Техническое проектирование (рабочий образец).

Вся работа от начала проектирования до изготовления разделяется на 4 этапа:

2 Вопрос

Генерирование корреляционных случайных процессов методом фильтрации


x(t) – независимый случайный процесс(СП) (Белый шум).

Его корреляционная функция:

;δ – символ Кронекера

Автокорреляционная функция выходного процесса с точностью до постоянного коэффициента σx2 совпадает с автоковариационной функцией импульсной характеристики фильтра.


Используются цифровые фильтры

∆t – интервал дискретизации

2 билет.

1 вопрос.

Особенности компьютерного проектирования

Обращение к компьютерному проектированию стало необходимым, т.к.:

·  Уменьшение сроки проектирования;

·  Уменьшение количества инженеров-разработчиков.

годы

1950

1960

1970

1980

1990

2000

Объем разработок

1

10

100

1000

10000

100000

Кол-во инженеров

1

3

9

20

20

18

Особенности компьютерного проектирования:

1.  Комплексность – при комплексном проектировании от решения отдельных задач на рассмотренных этапах проектирования перешли к комплексным решениям;

2.  Замкнутость;

3.  Интерактивность;

4.  Возможность быстрой проверки, имитационное моделирование.

2 вопрос


Если требуется сгенерировать случайный процесс, у которого корреляционная функция имеет бесконечную протяженность по времени, то используют рекурсивный фильтры, простейший из которых авторегрессионный фильтр.

Это рекурсивный фильтр.


Рассмотрим частный пример АР-фильтра 1-ого порядка.

Импульсную характеристику можно построить непосредственно, как реакцию фильтра на единичный фильтр.


Найдем корреляционную функцию переходного процесса как ковариационную функцию импульсных характеристик.


Выбор b1 ограничен требованиями устойчивости фильтра, согласно правилу устойчивости дискретных систем корни знаменателя передаточной функции должны находиться внутри окружности с радиусом 1.

z- b1=0   →   z= b1→   | b1|<1   →   -1<b1<1

Фильтр 1-ого порядка позволяет генерировать случайные процессы с автокорреляционной функцией 2 типов:

1. 


Монотонноспадающей 0<b<1

2.  Колебательной  -1<b<0

Больший выбор типов корреляционной функции будет, если взять АР-фильтр 2-ого порядка, который позволяет получить корреляционные функции колебательные с регулируемым периодом и скоростью спадания.

Еще большее разнообразие АКФ можно получить, используя АРСС-фильтр – авторегрессионный и скользящего среднего.


3 билет

1 вопрос

Модели объектов проектирования

Компьютерное проектирование предполагает моделирование объекта проектирования и работу с моделями. Моделью какого-либо объекта является другой объект, отличающийся от исходного физическим воплощением, но адекватного ему по некоторым показателям


 Поскольку любой объект действует в окружающей его среде, то в модели должны отражаться как свойства объекта, так и свойства внешней среды.

Концептуальная модель – наиболее общая содержательная модель, отражающая основные требования и структуру объекта моделирования.

Математическая модель получается на основе формализации концептуальной модели.

Компьютерная модель состоит из переведенной на различные языки программирования математической модели и добавленным к ней служебным программам.

2 вопрос

4 билет

1 вопрос

Концептуальная модель объекта проектирования

Концептуальная модель – содержательная модель, поэтому должна удовлетворять двум основным требованиям:

·  Полноты – содержать все требования по устройству;

·  Адекватности – процессы, происходящие в модели и в проектируемом объекте должны быть идентичными, хотя бы в рамках представления разработчика.

Формы представления концептуальной модели:

1.  Списочная форма – перечень требований, предъявляемых к проектируемому объекту, в котором отражается взаимодействие объекта и внешней среды и принципы функционирования объекта. Ее можно представить в виде следующих частей:

  I.  Влияние внешней среды на объект:

·  Диапазон рабочих температур.

·  Механические нагрузки.

·  Внешние помехи и т.д.

  II.  Воздействия объекта на внешнюю среду:

·  Максимальная излучаемая мощность

·  Внеполосные излучения и т.д.

  III.  Принципы функционирования:

·  Предполагаемая структурная схема РЭС

·  Усиление сигнала

·  Антенная система и т.д.

2.  Блочная форма – переход к ней осуществляется декомпозицией списочной формы, в результате которой могут объединяться некоторые воздействия и операции над процессами, и, кроме того, некоторыми из требований можно пренебречь.

При модернизации аппаратуры концептуальная модель, как правило, имеет заранее определенную структуру и форму математического описания.

Рассмотрим в качестве примера концептуальную модель многофункциональной радиолокационной системы (РЛС) самолета-истребителя.

Модернизация связана со следующими причинами:

·  Сложность и высокая стоимость РЭС, следовательно, большой жизненный цикл (десятки лет);

·  Быстрое изменение помехо-целевой обстановки (ПЦО) – месяцы и даже недели.


Модернизация связана прежде всего с усовершенствованием алгоритмов обработки информации и формирования излучаемого сигнала. Радиолокационная система и система радиопротиводействия противника находятся в состоянии радиолокационного конфликта

Похожие материалы

Информация о работе