2.2. МЕТОДЫ ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Основное достоинство методов математического моделирования состоит в том, что затраты ресурсов на их реализацию существенно меньше, чем на постановку и проведение физического, лабораторного и тем более натурного моделирования. Однако меру доверия к результатам математического эксперимента следует связать со степенью адекватности модели физическим процессам, которые она описывает. В степени адекватности можно убедиться только в том случае, если модель проверена и откалибрована по реальной информации, получаемой в процессе лабораторных, а затем и натурных испытаний разрабатываемой системы. Наличие откалиброванной и поэтому адекватной математической модели обеспечивает возможность замены значительных объемов лабораторных и натурных исследований математическими экспериментами.

При лабораторных испытаниях локационной системы ее аналогу — локационной измерительной установке — «предъявляются»

физические модели объектов, выполненные в определенном масштабе при соблюдении принципов электродинамического подобия. Эти испытания должны проводиться в так называемых безэховых камерах, обеспечивающих благодаря использованию поглощающих материалов малые уровни переотражения в широком диапазоне частот и углов облучения.

В состав моделируемой установки должен входить комплекс цифровой, аналоговой и электромеханической аппаратуры, предназначенной для имитации движения объекта в связанной с локатором системе координат, а также оптимальной обработки измерительной локационной информации. На ЭВМ с помощью цифроаналогового преобразователя (ЦАП) сигналы управления преобразуются в аналоговую форму и подаются на управляющие электродвигатели устройства, имитирующего динамику модели, ее поступательное и вращательное движение. В [5] приведена одна из возможных кинематических схем подобного устройства. Управление этим устройством может быть реализовано по принципу разомкнутых либо замкнутых систем автоматического управления. Первая хотя превосходит вторую с точки зрения простоты аппаратурного решения, однако уступает ей с точки зрения точности отработки программ относительных движений модели. Реализация замкнутой системы автоматического управления, системы с обратной связью требует включения в схему аналогово-цифрового преобразователя (АЦП), предназначенного для ввода в ЭВМ сигнала обратной связи с выхода устройства, обеспечивающего динамику модели (рис. 2.2).

Рис. 2.2

В настоящее время применяют как специализированные измерительные установки, предназначенные для измерения статических характеристик, так и универсальные, обеспечивающие определение динамических и статистических характеристик. Применяют также измерительные установки, имитирующие двухпозиционные локационные системы, установки, имеющие различное число измерительных каналов, а также встроенные вычислительные средства [5].

Реализация лабораторных испытаний требует учета целого ряда особенностей. Основная из них состоит в том, что ввиду сравнительно малых расстояний между РЛК измерительной установкой и изучаемой моделью фронты облучающей и рассеянных волн отличаются от плоских, имеющих место в реальных условиях функционирования локационных систем. Для получения плоских вола в измерительных установках применяются коллиматоры, выполненные на основе линзовых антенн.

Информация о моделируемом объекте с выхода РЛК измерительной установки поступает в ЭВМ, где определяются некоординатные признаки модели. В ЭВМ реализованы и алгоритмы распознавания, которые на основе сопоставления априорной информации о моделируемом объекте с апостериорной информацией о нем, заключенной в найденных признаках, позволяют решать задачу распознавания физической модели объекта. Результат распознавания поступает в модель оценки эффективности, реализованной на ЭВМ, которая сравнивает полученное решение фактической принадлежностью модели к классу . Если получено правильное решение, если — неправильное. Многократно повторяя процедуру распознавания модели при различных ракурсах и скоростях относительного движения, получают оценку эффективности системы .

Физико-математическое моделирование позволяет проводить широкий комплекс локационных исследований.

Следующий шаг состоит в полунатурном физико-математическом моделировании. Его относительная особенность по сравнению с лабораторными исследованиями состоит в том, что оно проводится в свободном пространстве и вместо физической модели объекта применяется сам объект или, по крайней мере, его корпус.

Заключительным этапом теоретико-экспериментальных исследований, связанных с разработкой локационной системы, является проведение натурных исследований. На этом этапе реальная локационная система по возможности облучает реальные объекты в воздушном или космическом пространстве.