Моделирование _2026 / Моделирование_гр-2026 / КОНТ_ЗАДАН_Моделирован Систем и Процессов_v1

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО КУРСУ "МОДЕЛИРВАНИЕ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ"

Кафедра "Бортовых радиоэлектронных систем"

Санкт-Петербург

2012

МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ

Структура дисциплины «МОДЕЛИРОВАНИЕ СИСТЕМ И ПРОЦЕССОВ» и

состав выполняемых по дисциплине заданий приведена на рис.В1

Рис.В1. Структура дисциплины «Моделирование систем и процессов»

В5-м семестре по дисциплине читается цикл базовых лекций. В конце семестра сдается «зачет» по дисциплине.

В6-м семестре по дисциплине читаются лекции, проводятся практические занятия и разрабатывается курсовой проект:

А) Первая треть семестра: читается цикл лекций по MatLab’у.

Б) Вторая треть семестра: проводятся практические занятия по освоению практической работы в MatLab’е. Выполняются индивидуальные задания по трем направлениям - программирование интерфейса, моделирование процессов, моделирование устройств (систем).

В) Третья треть семестра: на базе (по итогам) выполнения практических заданий (по п.Б) и объединения их результатов выполняются индивидуальные Курсовые Проекты.

Г) Третья треть семестра: продолжается чтение цикла базовых

лекций.

КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ ПО ТЕМЕ

"Моделирование устройств обработки РЛ-сигналов"

Состав и взаимосвязь выполняемых практических заданий и курсового проекта представлены на рис.В2.

Рис.В2. Состав и взаимосвязь выполняемых практических заданий и курсового проекта

В рамках дисциплины «Моделирование систем и процессов» выполняются три практических задания и курсовой проект.

Тематика практических заданий и курсового проекта тесно увязаны между собой. «Увязка» частных задач практических заданий и курсового проекта производится путем выполнения общей (единой) задачи – моделирования работы одного из радиотехнических устройств.

Студенты выполняют индивидуальные задания.

Индивидуальные практические задания и курсовые проекты имеют типизированную структуру.

Индивидуальные задания выполняются по трем направлениям:

1)программирование интерфейса,

2)моделирование процессов,

3) моделирование устройств (систем).

Результаты 3-х индивидуальных практических заданий при объединении в единое целое составляют Курсовой Проект.

Индивидуальные задания выполняются по трем направлениям и соответствуют следующим блокам на рис.В2:

Программирование интерфейса – данное практическое задание соответствует реализации блоков 1, 3, 4, 6 на рис.В2, Моделирование процессов – данное практическое задание соответствует программной реализации блока 2 на рис.В2,

Моделирование устройств (систем) – данное практическое задание соответствует программной реализации блока 5 на рис.В2.

\\\\\\\

ПЕРЕЧЕНЬ ЗАДАНИЙ ПО МОДЕЛИРУЕМЫМ УСТРОЙСТВАМ (СИСТЕМАМ)

Задание №1: Разработка одноканальной цифровой ШАРУ радиолокационного приемника /10 вариантов/

Задание №2: Разработка многоканальной (по дальности) цифровой ШАРУ радиолокационного приемника /10 вариантов/

Задание № 3: Разработка бинарного аналого-цифрового преобразователя радиолокационных сигналов /10 вариантов/

Задание №4: Разработка цифрового РЛ-накопителя типа "скользящее азимутальное окно" /10 вариантов/

Задание №5: Разработка цифрового РЛ-накопителя рециркуляционного типа /10 вариантов/

Задание №6: Разработка группового РЛ-накопителя (цифровой накопитель со сбросом) /10 вариантов/

Задание № 7: Разработка системы однократной череспериодной компенсации пассивных помех (ЧПК-1) /10 вариантов/

Задание № 8: Разработка системы двухкратной череспериодной компенсации пассивных помех (ЧПК-2) /10 вариантов/

Задание № 9: Разработка коррелятора цифровой последовательности /10 вариантов/.

Каждое из перечисленных выше моделируемых устройств соответствуют блоку 5 на рис.В2.

Структуры и описания моделируемых в каждом задании устройств приведены ниже по тексту в данном файле.

Задание №1: Разработать одноканальную цифровую ШАРУ радиолокационного приемника

Развернутая структурная схема ШАРУ приведена на рис.1.

Цифрами в круглых скобках на рис.1 обозначены номера узлов:

(1) - АВК - амплитудно-временной квантователь, (2), (4) - конъюнкторы,

(3) - дешифратор "max", (5) - дешифратор "нуля".

Uрег - подается на регулировку приемника ПРМ, ТИ - тактовые импульсы с частотой временной дискретизации fвд, Uоп - опорное напряжение ШАРУ.

Узлы (2), (3) образуют схему защиты реверсивного счетчика (6) от переполнения, узлы (4), (5) образуют схему защиты реверсивного счетчика от обнуления. Число разрядов реверсивного счетчика Rq определяет скорость переходных процессов в ШАРУ.

(7) - ЦАП - цифроаналоговый преобразователь, на выходе ЦАП формируется напряжение регулирования РЛ-приемника:

Uрег(i,j) = Кцап * Q(i,j),

где: Кцап - коэффициент передачи ЦАП, Q(i,j) - код (состояние) на выходе реверсивного счетчика (6).

i - номер дискрета (точки) дальности, j - номер зондирования.

На выходе квантизатора (1) формируются квантованные импульсы Aij по следующему алгоритму:

Aij - формируется на инверсном выходе квантизатора.

Алгоритм работы ШАРУ в целом:

Схема включения ШАРУ в тракт обработки РЛ-сигналов:

где: ТИ - тактовые импульсы с частотой временной дискретизации fвд, Uоп - опорное напряжение ШАРУ, Uоп = 0,3 в.

В стационарном режиме работы ШАРУ при наличии собственных шумов приемника при квантовании шумовых выбросов в АВК выполняется следующее условие

При разработке и оформлении задания необходимо:

1.Привести развернутую структурную схему ШАРУ.

2.Разработать функциональную схему ШАРУ (включая квантизатор).

3.Выбрать элементную базу для реализации ШАРУ и разработать принципиальную схему ШАРУ (включая квантизатор).

4.Нарисовать эпюры сигналов на выходах 1-го, 2-го, 3, 4, 5, 7-го узлов ШАРУ для двух случаев входных сигналов РЛ-приемника:

а) Sвх(t) = Um * sin 2πft для Um = const,

б) Sвх(t) = Um * sin 2πft где Um(t) имеет вид

Коэффициент усиления приемника по напряжению (при нулевом регулирующем напряжении ШАРУ) составляет Кo = 5*105 раз.

где: Rq - число разрядов реверсивного счетчика (см. блок-схему ШАРУ на рис.1), Тм - период следования тактовых импульсов (нсек).

Указание: при разработке задания рекомендуется воспользоваться следующим учебником: "Проектирование радиолокационных приемных устройств" / Под ред. Соколова М.А./ М., изд-во "Высшая школа", 1984 г.,

подразделы 6.3, 6.4, 11.1, 11.2.

* * *

Задание №2: Разработать многоканальную (по дальности) цифровую ШАРУ радиолокационного приемника.

Развернутая структурная схема многоканальной ШАРУ приведена на

рис.4.

Бинарно-квантованные импульсы А(i,j) формируются по алгоритму (1) (см. задание №1). Алгоритм работы многоканальной ШАРУ в целом имеет вид:

На интервале периода тактовых импульсов ТИ в многоканальной ШАРУ выполняются следующие операции:

- на интервале Т1 - а) считывание Q(i,j-1) из ОЗУ, б) запись Q(i,j-1) в счетчик СТ2 и регистр-защелку RG, в) формирование на выходе ЦАП

напряжения регулирования Uрег,

- на интервале Т2 - а) формирование в СТ2 по алгоритму (3) кода

Q(i,j), б) запись кода Q(i,j) в ОЗУ.

Схема включения многоканальной ШАРУ в РЛ-тракт:

где: ТИ - тактовые импульсы с частотой временной дискретизации fвд, Uоп - опорное напряжение ШАРУ, Uоп = 0,5 в, ИНД - импульсы начальной (нулевой) дальности, Uрег(t) - напряжение регулирования усиления приемника, NR - число каналов регулирования усиления по дальности (на интервале периода повторения зондирующих импульсов РЛС - Тп)

При разработке и оформлении задания необходимо:

1.Привести структурную схему ШАРУ,

2.Разработать функциональную схему ШАРУ (включая квантизатор),

3.Выбрать элементную базу для реализации ШАРУ и разработать принципиальную схему ШАРУ (включая квантизатор),

4.Нарисовать эпюры сигналов на выходах 1-го, 2-го, 3, 4, 5, 6, 8, 9, 7-го узлов ШАРУ для двух случаев входных сигналов РЛ-приемника:

а) Sвх(t,j) = Um * sin 2πft для Um = const,

б) Sвх(t,j) = Um(t) * sin 2πft, где Um(t) имеет вид, показанный на рис.7 (отсчет времени t производится от фронта импульсов ИНД)

Коэффициент усиления приемника по напряжению (при нулевом регулирующем напряжении ШАРУ) составляет Кo = 5*105 раз.

где: Rq - число разрядов реверсивного счетчика (см. блок-схему ШАРУ на рис.3), Тм - период следования тактовых импульсов (нсек).

Указание: при разработке задания рекомендуется воспользоваться следующим учебником:

"Проектирование радиолокационных приемных устройств" / Под ред. Соколова М.А./ М., изд-во "Высшая школа", 1984 г., подразделы 6.3, 6.4, 11.1, 11.2.