Разработка демонстрационной версии программного комплекса для оценки эффективности и помехозащищенности заданных типов РАВ и исследования методов повышения их эффективности

Страницы работы

Содержание работы

3. Разработка демонстрационной версии программного комплекса для оценки эффективности и помехозащищенности заданных типов РАВ и исследования методов повышения их эффективности

В настоящем разделе представлена демонстрационная версия программного комплекса предназначенного для моделирования процессов функционирования СПБЭ в условиях возмущений и помех.

3.1 Описание работы с демонстрационной версией программного комплекса

Демонстрационная версия программного комплекса реализована в среде Matlab 6.5 + Simulink 5.0. Комплекс использует стандартные алгоритмы статистической обработки данных и решения систем дифференциальных уравнений, входящих в Matlab 6.5 и Simulink 5.0.

Для работы программного комплекса требуется компьютер с установленной операционной системой Windows 98, Windows 2000 или Windows XP и программа Matlab 6.5. Установка программы Matlab 6.5 должна включать в себя следующие компоненты:

·  Matlab;

·  Image Processing Toolbox;

·  Mapping Toolbox;

·  Optimization Toolbox;

·  Signal Processing Toolbox;

·  Statistics Toolbox;

·  Simulink;

·  Aerospace Blockset;

·  DSP Blockset.

Данные компоненты занимают 600 мегабайт, кроме того для работы программы моделирования рельефа подстилающей поверхности с использованием цифровых карт местности на жестком диске следует установить цифровую карту GLOBE объемом 1 гигабайт. Работа с программным комплексом обеспечивается компьютером с процессором не ниже Pentium IV 2.4 GHz, 512 Mb оперативной памяти и видеокартой, поддерживающей OpenGL.

Установка демонстрационной версии состоит из следующих шагов:

1.  Распаковать архив SPBE_demo_v1.0.zip, расположенный в корневом каталоге компакт диска, на жесткий диск;

2.  Запустить Matlab 6.5, выбрать пункт меню File \ Set Path…, нажать на кнопку Add with Subfolders… и указать ту директорию, в которую был распакован архив;

3.  Установить цифровую карту местности GLOBE, запустив с компакт диска программу – установщик DEMsetup.exe.

Запустить демонстрационную версию программы можно набрав SPBE+demo_v1.0 в командном окне (Command Window) Matlab’а и нажав клавишу ввода Enter. На экране появиться форма изображенная на рисунке 3.1.1.

Рисунок 3.1.1 – Главное окно программного комплекса

Выбор программы производится в пункте меню «Задачи».

Программа моделирования турбулентности атмосферы. Соответствует пункту меню «Турбулентность». После выбора этого пункта на экране появляется форма показанная на рисунках 3.1.2 и 3.1.3. В таблице 3.1.1 представлены входные данные и диапазоны возможных значений. Расчет производиться нажатием на кнопку «Расчет». На экран будут выведены изображения полей вектора скорости и модуля скорости пульсационной составляющей ТА.


Таблица 3.1.1 – Входные данные программы моделирования ТА атмосферы

Параметр

Краткое описание

Диапазон возможных значений

Тип расчет ТА

Задает тип расчета ТА. В свободной атмосфере параметры спектра (СКО и масштаб турбулентности) пульсационной составляющей не зависят от высоты над поверхностью. В приповерхностном слое они являются функцией высоты.

В свободной атмосфере

В приповерхностном слое

Параметры модели ТА

При моделировании ТА в свободной атмосферы необходимо задать СКО пульсационной составляющей скорости, а в приповерхностном слое – скорость постоянной составляющей ТА. Также для обоих случаев нужно задать масштаб турбулентности в свободной атмосфере и вид спектра ТА.

СКО: 0 – 4 м/c

U0: 0 – 40 м/c

L: 300 – 1500 м

Спектр: Драйдена, Кармена

Область моделирования

Область моделирования представляет собой квадрат с длиной стороны Xmax метров. В программе задается длина стороны, отнесенная к масштабу турбулентности в свободной атмосфере L. Моделирование ТА производиться на расчетной сетке, содержащей  узлов. Пользователь должен ввести число .

Xmax/L: 1 – 100

Количество точек поля: 22×(5 – 10)

Рисунок 3.1.2 – Вид экрана программы моделирования ТА в свободной атмосфере

Рисунок 3.1.3 - Вид экрана программы моделирования ТА в приповерхностном слое

Программа моделирования рельефа подстилающей поверхности. Соответствует пункту меню «Рельеф ПП». После выбора этого пункта на экране появляется форма показанная на рисунке 3.1.4. В таблице 3.1.2 представлены входные данные и диапазоны возможных значений. После задания исходных данных расчет производиться нажатием на кнопку «Расчет». На экран будут выведены изображение рельефа подстилающей поверхности. При моделировании рельефа ПП с одним и тем же ядром генератора случайных чисел используются одни и те же случайные числа.

Таблица 3.1.2 - Входные данные программы моделирования рельефа

Параметр

Краткое описание

Диапазон возможных значений

Параметры спектра

Спектральная плотность рельефа ПП представлена в таблице 2.2.1. Пользователю предлагается задать вместо параметра  параметр Tk, являющийся интервалом корреляции рельефа.

МО: -100 – 5000 м

СКО: 0 – 600 м

Тк: 1 – 10 км

n: 1 - 20

Область моделирования

Область моделирования представляет собой квадрат с длиной стороны, соответствующей размеру области. Моделирование рельефа ПП производиться на расчетной сетке, содержащей  узлов. Пользователь должен ввести число .

Размер области: 0.1 – 50 км

Количество точек поля:

22×(5 – 10). Ядро генератора случайных чисел: любое целое положительное число.

Рисунок 3.1.4 – Вид экрана программы моделирования рельефа подстилающей поверхности

Программа моделирования рельефа подстилающей поверхности. Соответствует пункту меню «Цифровые карты местности». После выбора этого пункта на экране появляется форма изображенная на рисунке 3.1.5.

Рисунок 3.1.5 – Начальный вид экрана программы моделирования рельефа с учетом цифровых карт местности

Ввод исходных данных происходит в два этапа. На первом этапе происходит выбор фрагмента  цифровой карты местности GLOBE. После ввода исходных данных пользователь загружает фрагмент нажатием на кнопку «Загрузить» (рисунок 3.1.6).

Рисунок 3.1.6 –Экран программы после загрузки фрагмента карты GLOBE (район г. Манчестер)

После загрузки фрагмента карты на экране появляются линейные размеры фрагмента, шаг (линейное расстояние между точками карты), изображение фрагмента карты и становиться активной кнопка «Расчет».

На втором этапе задаются параметры корреляционной функции интерполирующей поверхности и параметр, указывающий во сколько раз нужно повысить разрешение исходной карты. После этого нажимается кнопка «Расчет». На рисунке 3.1.7 – 3.1.10 представлен экран программы после проведения расчета. На экране появляются шаг и изображение фрагмента карты после стохастической интерполяции.

Похожие материалы

Информация о работе