地面寻的定点设计平台开发概述

2021-01-14石启昌郭丽宝陈中祥

科学与信息化 2020年36期

石启昌郭丽宝陈中祥

江南机电设计研究所贵州贵阳 550009

引言

为促进科研生产流程固化，规范设计流程，提高设计效率，本文基于MATLAB设计工具，结合地面寻的算法对地面寻的定点设计进行可视化集成平台开发。通过地面寻的定点设计平台，地面寻的定点设计首次实现可视化集成和实时显示、一键输出设计结果的突破，实现地面寻的定点设计源码的模块化和封装化，平台具有可视化集成和实时显示、模块化设计、封装化设计和一键输出设计结果四大创新点[1]。

1 平台框架设计

基于模块化、封装化、可视化的设计思想，地面寻的定点设计平台主要分为两大部分，第一部分为GUI界面设计，主要包含系统框图模块、侧向回路和弹目参数模块、矫正控制器参数模块、性能参数显示模块、频域和时域曲线显示模块、数据保存和导出模块；第二部分为底层代码实现，包含设计平台主程序、地面寻的定点设计算法实现、MATLAB和Word自动交互程序。系统框架如图1。

图1 地面寻的定点设计平台框架

2 可视化集成、实时显示平台界面设计

通过结合MATLAB GUI和m设计源码，完成地面寻的定点设计GUI设计开发。在GUI界面中滑动控制器参数滑块，且在GUI界面中实时显示对应回路的时域响应、频域响应、关键指标。相比之前纯m源码的地面寻的定点设计，地面寻的定点设计平台实现回路设计过程、设计结果的可视化集成和实时显示，至少提高地面寻的定点设计效率3倍[2]。

平台界面包含系统框图模块、侧向回路和弹目参数模块、矫正控制器参数模块、性能参数显示模块、频域和时域曲线显示模块、数据保存和导出模块，通过各模块实现设计的可可视化集成和实时显示，平台界面如图2所示。

系统框图模块作为系统结构显示模块，便于快速了解系统，理解地面寻的定点设计控制结构。

侧向回路、弹目参数模块作为特征点参数选择、显示模块，使用者可以选择相应特征点并了解特征点参数侧向回路。通过No选择不同特征点，并可观看侧向回路中的参数，以及弹目相对斜距dR，弹目相对速度ddR，

矫正控制器参数模块作为控制器参数调节模块，可通过拉动横条或者在输入显示框中输入参数实现对导航比N和控制器时间参数T的调节，从而改变地面寻的系统的性能。

GUI界面底层代码通过读入界面上的N，T值，带入地面寻的定点设计算法，计算出对应的控制器参数，从而实现控制[3]。

性能参数模块作为控制器参数调节后系统性能显示模块，可根据不同矫正控制器参数实时显示系统的相角裕度（Pm）、幅值裕度（Gm）、截止频率（Wc）、上升时间（Tr）、超调量（σ%）。

频域、时域曲线显示模块作为控制器参数调节后系统性能显示模块，可根据不同矫正控制器参数实时显示系统的频域特性曲线以及时域特性曲线。

设计结果保存、导出模块作为对以设计好的回路参数进行保存、导出，并自动建立Word报告、设置Word报告中格式，实现了设计到输出的“一键导出”功能。

图2 地面寻的定点设计平台GUl界面

3 模块化、封装化、一键输出设计结果底层源码设计

通过模块化和封装化设计，提高了设计平台的可扩展性、可维护性、可移植性。通过平台导出模块实现设计结果一键输出到Word中，相比之前人工复制粘贴，效率提高至少20倍，且可避免人为复制粘贴带来的错误。

底层代码主要包括设计平台主程序、地面寻的定点设计算法实现、MATLAB和Word自动交互程序三个部分。平台主程序实现设计平台的GUI调用、底层功能模块数据交互和传输两大功能。地面寻的定点设计算法是实现控制参数求取的核心，通过输入对应的弹体参数实现弹体建模并结合界面输入的控制参数实现设计结果的实时显示。MATLAB和Word自动交互程序实现设计结果Word报告的自动建立，设计曲线和关键指标自动复制，在Word中自动粘贴设计结果图表，自动插入图表号，自动更新图表位置、大小等格式[4]。

本文对设计平台的各功能模块进行模块化处理，各模块之间相互独立，模块之间仅通过输入输出进行交互，从而提高平台的可扩展性、可维护性；同时将平台各功能模块进行封装化处理，封装成函数，可避免设计源码误修改导致的错误且可提高公共模块的可移植性。