地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)開發(fā)概述

石啟昌 郭麗寶 陳中祥

江南機(jī)電設(shè)計(jì)研究所 貴州 貴陽(yáng) 550009

引言

為促進(jìn)科研生產(chǎn)流程固化，規(guī)范設(shè)計(jì)流程，提高設(shè)計(jì)效率，本文基于MATLAB設(shè)計(jì)工具，結(jié)合地面尋的算法對(duì)地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)進(jìn)行可視化集成平臺(tái)開發(fā)。通過(guò)地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)，地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)首次實(shí)現(xiàn)可視化集成和實(shí)時(shí)顯示、一鍵輸出設(shè)計(jì)結(jié)果的突破，實(shí)現(xiàn)地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)源碼的模塊化和封裝化，平臺(tái)具有可視化集成和實(shí)時(shí)顯示、模塊化設(shè)計(jì)、封裝化設(shè)計(jì)和一鍵輸出設(shè)計(jì)結(jié)果四大創(chuàng)新點(diǎn)[1]。

1 平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

基于模塊化、封裝化、可視化的設(shè)計(jì)思想，地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)主要分為兩大部分，第一部分為GUI界面設(shè)計(jì)，主要包含系統(tǒng)框圖模塊、側(cè)向回路和彈目參數(shù)模塊、矯正控制器參數(shù)模塊、性能參數(shù)顯示模塊、頻域和時(shí)域曲線顯示模塊、數(shù)據(jù)保存和導(dǎo)出模塊；第二部分為底層代碼實(shí)現(xiàn)，包含設(shè)計(jì)平臺(tái)主程序、地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)、MATLAB和Word自動(dòng)交互程序。系統(tǒng)框架如圖1。

圖1 地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)框架

2 可視化集成、實(shí)時(shí)顯示平臺(tái)界面設(shè)計(jì)

通過(guò)結(jié)合MATLAB GUI和m設(shè)計(jì)源碼，完成地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)GUI設(shè)計(jì)開發(fā)。在GUI界面中滑動(dòng)控制器參數(shù)滑塊，且在GUI界面中實(shí)時(shí)顯示對(duì)應(yīng)回路的時(shí)域響應(yīng)、頻域響應(yīng)、關(guān)鍵指標(biāo)。相比之前純m源碼的地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)，地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)回路設(shè)計(jì)過(guò)程、設(shè)計(jì)結(jié)果的可視化集成和實(shí)時(shí)顯示，至少提高地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)效率3倍[2]。

平臺(tái)界面包含系統(tǒng)框圖模塊、側(cè)向回路和彈目參數(shù)模塊、矯正控制器參數(shù)模塊、性能參數(shù)顯示模塊、頻域和時(shí)域曲線顯示模塊、數(shù)據(jù)保存和導(dǎo)出模塊，通過(guò)各模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)的可可視化集成和實(shí)時(shí)顯示，平臺(tái)界面如圖2所示。

系統(tǒng)框圖模塊作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)顯示模塊，便于快速了解系統(tǒng)，理解地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)控制結(jié)構(gòu)。

側(cè)向回路、彈目參數(shù)模塊作為特征點(diǎn)參數(shù)選擇、顯示模塊，使用者可以選擇相應(yīng)特征點(diǎn)并了解特征點(diǎn)參數(shù)側(cè)向回路。通過(guò)No選擇不同特征點(diǎn)，并可觀看側(cè)向回路中的參數(shù)，以及彈目相對(duì)斜距dR，彈目相對(duì)速度ddR，

矯正控制器參數(shù)模塊作為控制器參數(shù)調(diào)節(jié)模塊，可通過(guò)拉動(dòng)橫條或者在輸入顯示框中輸入?yún)?shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)航比N和控制器時(shí)間參數(shù)T的調(diào)節(jié)，從而改變地面尋的系統(tǒng)的性能。

GUI界面底層代碼通過(guò)讀入界面上的N，T值，帶入地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)算法，計(jì)算出對(duì)應(yīng)的控制器參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)控制[3]。

性能參數(shù)模塊作為控制器參數(shù)調(diào)節(jié)后系統(tǒng)性能顯示模塊，可根據(jù)不同矯正控制器參數(shù)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的相角裕度（Pm）、幅值裕度（Gm）、截止頻率（Wc）、上升時(shí)間（Tr）、超調(diào)量（σ%）。

頻域、時(shí)域曲線顯示模塊作為控制器參數(shù)調(diào)節(jié)后系統(tǒng)性能顯示模塊，可根據(jù)不同矯正控制器參數(shù)實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)的頻域特性曲線以及時(shí)域特性曲線。

設(shè)計(jì)結(jié)果保存、導(dǎo)出模塊作為對(duì)以設(shè)計(jì)好的回路參數(shù)進(jìn)行保存、導(dǎo)出，并自動(dòng)建立Word報(bào)告、設(shè)置Word報(bào)告中格式，實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)到輸出的“一鍵導(dǎo)出”功能。

圖2 地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)GUl界面

3 模塊化、封裝化、一鍵輸出設(shè)計(jì)結(jié)果底層源碼設(shè)計(jì)

通過(guò)模塊化和封裝化設(shè)計(jì)，提高了設(shè)計(jì)平臺(tái)的可擴(kuò)展性、可維護(hù)性、可移植性。通過(guò)平臺(tái)導(dǎo)出模塊實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果一鍵輸出到Word中，相比之前人工復(fù)制粘貼，效率提高至少20倍，且可避免人為復(fù)制粘貼帶來(lái)的錯(cuò)誤。

底層代碼主要包括設(shè)計(jì)平臺(tái)主程序、地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)算法實(shí)現(xiàn)、MATLAB和Word自動(dòng)交互程序三個(gè)部分。平臺(tái)主程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)平臺(tái)的GUI調(diào)用、底層功能模塊數(shù)據(jù)交互和傳輸兩大功能。地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)算法是實(shí)現(xiàn)控制參數(shù)求取的核心，通過(guò)輸入對(duì)應(yīng)的彈體參數(shù)實(shí)現(xiàn)彈體建模并結(jié)合界面輸入的控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果的實(shí)時(shí)顯示。MATLAB和Word自動(dòng)交互程序?qū)崿F(xiàn)設(shè)計(jì)結(jié)果Word報(bào)告的自動(dòng)建立，設(shè)計(jì)曲線和關(guān)鍵指標(biāo)自動(dòng)復(fù)制，在Word中自動(dòng)粘貼設(shè)計(jì)結(jié)果圖表，自動(dòng)插入圖表號(hào)，自動(dòng)更新圖表位置、大小等格式[4]。

本文對(duì)設(shè)計(jì)平臺(tái)的各功能模塊進(jìn)行模塊化處理，各模塊之間相互獨(dú)立，模塊之間僅通過(guò)輸入輸出進(jìn)行交互，從而提高平臺(tái)的可擴(kuò)展性、可維護(hù)性；同時(shí)將平臺(tái)各功能模塊進(jìn)行封裝化處理，封裝成函數(shù)，可避免設(shè)計(jì)源碼誤修改導(dǎo)致的錯(cuò)誤且可提高公共模塊的可移植性。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文完成地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)平臺(tái)的設(shè)計(jì)開發(fā)，平臺(tái)適用于90%以上項(xiàng)目的地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)，且至少可提高地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)效率5倍，可顯著減小制導(dǎo)控制總體設(shè)計(jì)研究室對(duì)地面尋的定點(diǎn)設(shè)計(jì)的投入，具有很大的經(jīng)濟(jì)效益。