Общие принципы построения комплексов для полунатурного моделирования сложных радиоэлектронных систем в условиях действия естественных, взаимных и организованных помех, страница 4

Для     упрощения    математических   выкладок   анализ    РЭС  ведут    по   одной   реализации,  т.е. фактически  переходят  к анализу

Рис. 2. Основные методы оценки эффективности РЭС

детерминированной    системы.     Далее     осуществляется «замораживание» переменных параметров, т.е. сведение нестационарной системы к стационарной. Однако при этих упрощениях система остается нелинейной. Поэтому для расширения возможностей аналитических методов осуществляют линеаризацию, которая позволяет описать нелинейную систему  линейными дифференциальными уравнениями. Применяют различные способы линеаризации: метод малых возмущений, гармоническую и статическую линеаризацию, кусочно-линейную аппроксимацию и др.

В результате аналитического исследования обычно получают решение в виде сложной и громоздкой формулы и поэтому проследить по ней зависимость показателя качества от параметров системы и изменения условий ее работы не представляется возможным. В этом случае довольствуются численным анализом, т.е. находят значение показателя качества для ограниченного числа ситуации. Численные решения обычно ищут с помощью ЭВМ. Роль ЭВМ в этом случае оговаривается реализацией программы вычисления показателя качества по заданной формуле.

Теоретические методы оценки эффективности систем с использованием ЭВМ находят широкое распространение в практике исследования РЭС. Они могут быть использованы на различных этапах проектирования и разработки систем, но точность их невелика.

Когда аналитическое решение задачи ввиду больших математических трудностей оказывается невозможным, для оценки эффективности систем используют моделирование. Моделированием называется общий метод изучения объекта путем исследования замещающей его модели с переносом полученной информации на изучаемый объект. Моделью называют явление, предмет, установку, знаковое образование или условный образ (описание, схему), находящиеся в некотором соответствии с изучаемым объектом и способные замещать его в процессе исследования, давая о нем информацию.

Физическим моделированием называется исследование физически подобных процессов на установках, сохраняющих физическую природу явлений, но воспроизводящих их в других размерах, в смысле длины волны, мощности и т.п.

Физическое моделирование находит применение при испытаниях РЭС на эффективность.

При математическом моделировании используют:

1)  реализованную на ЭВМ математическую модель системы, позволяющую получать решения в виде случайных функций времени;

2)  набор генераторов случайных чисел и процессов, имитирующих входные возмущения, начальные условия, а также функции изменения параметров системы;

3)  ЭВМ, обеспечивающую обработку выходной информации системы и вычисление показателей качества.

Математическое моделирование более выгодно по сравнению с теоретическими методами анализа систем, т.к. в этом случае отпадает необходимость получения аналитических выражений в конечном виде для показателей качества сложных РЭС. Оно может использоваться на любой стадии разработки системы, позволяет активно исследовать систему, изменять её структуру и параметры в желаемых пределах, а при достаточной полноте математической модели – оценивать показатели качества РЭС с весьма высокой точностью. Но результаты математического моделирования должны уточняться по результатам испытаний реальных узлов системы, т.к. математическая модель системы и модели внешних возмущений обычно неадекватны реальной РЭС и реальным сигналам и помехам.

Натурные испытания являются важнейшим этапом отработки РЭС и, в принципе дают наиболее достоверные результаты. Однако, вследствие того, что диапазон условий реальной эксплуатации РЭС весьма широк, а проведении натурных испытаний (особенно лётных) сопряжено с большими экономическими затратами и временем, то исследовать все режимы работы системы невозможно. Для оценки качества функционирования системы необходимо проведение большого числа экспериментов, программа и условия проведения которых должны быть одинаковы. Однако выполнить эти условия и получить однородные статистические данные практически невозможно, т.к. в ходе испытания обычно осуществляются доработки системы, меняются параметры внешней среды и пр.