Dựa trên quy trình và những kết quả khảo sát sự phụ thuộc của cơng suất tín hiệu phản xạ từ mục tiêu vào các tham số mục tiêu của hệ thống thu – phát đài ra đa trong mục 2.3, cùng với kết quả quy trình điều chỉnh cơng suất phát và mức SGTH (hình 2.14) áp dụng cho một loại mục tiêu, ta có thể tổng hợp được thuật tốn điều khiển hệ thống nhằm duy trì cơng suất tín hiệu vào kênh thu phù hợp với độ lớn dải động của máy thu. Thuật tốn sẽ là cơ sở để có thể tổng hợp
được một cấu trúc thu – phát khép kín hồn tồn tự động chống quá tải cho máy thu trong tồn dải cự ly và khơng phụ thuộc vào diện tích PXHD của mục tiêu.
2.4.1. Tổng hợp thuật toán điều khiển chống quá tải
Thuật toán được xây dựng và kiểm chứng trên cơ sở của bộ tham số kỹ - chiến thuật một đài ra đa ĐKHL cụ thể với công nghệ lai analog-digital. Những tham số cần được cụ thể hóa là:
- P0 (P01, P02,…) các mức cơng suất của máy phát có thể chọn;
- Giá trị các tham số Gp, Gt, λ, η, η’, L theo (2.1);
- Các mức suy giảm tín hiệu của bộ SGTH đầu vào máy thu (KSG1,2,3); - Loại mục tiêu với đặc trưng là diện tích PXHD – σmt;
- Dải thay đổi cự ly của mục tiêu: Rmt_max ÷ Rmt_min; - Vận tốc hướng tâm mục tiêu (mà đài đo được) – Vmt;
- Thuật toán điều khiển chống quá tải được thực hiện theo các bước sau:
+ Bước 1. Nhập dữ liệu ban đầu (P0, R(t)=Rmt_max; Gp, Gt, λ, η, η’, L),
cần thiết để tính biểu thức (2.1) xác định cơng suất tín hiệu phản xạ Ppx(t=0) ở cự ly ban đầu R(t)=Rmt_max;
+ Bước 2. Tính R(t)=(Rmt-max – Vmt.t) để cập nhật vào (2.1) khi t=(n∆t)>0, với n=0,1,2,…,∞, trong đó ∆t - bước thời gian tính;
+ Bước 3. Tính Ppx theo (2.1) ứng với từng giá trị R(t) nhận được ở bước
2; biến đổi tương ứng Ppx sang Upx.
+ Bước 4. So sánh 20log[Upx(t=tj)/Upx_min]≥50dB xác định thời điểm
quá tải (tj) để điều khiển thay đổi công suất máy phát hay mức SGTH,
j=0,1,...,5.
* Nếu kết quả so sánh là “No” thì tăng chỉ số n (tăng thời gian t) để lặp lại bước 2.
+ Bước 5. So sánh (j+1)=1,2,3,…,5, nếu:
* (j+1)=1, thay P0=P01 vào biểu thức (2.1); * (j+1)=2, thay P01=P02 vào biểu thức (2.1);
+ Bước 6. Tính Ppx lặp lại bước 3 (theo thời gian t=n∆t và cự ly Rmt)
tương ứng với công suất phát đã thay đổi ở trường hợp (a) hoặc (b) trong bước 5. Lặp lại bước 4 và 5 cho đến khi xuất hiện điều kiện (j+1)=3.
+ Bước 7. Lấy kết quả Upx(t3) ở bước 3 thực hiện phép tính Upx=[20logUpx(t3)]-8dBV.
+ Bước 8. Lặp lại bước 4 cho đến khi xuất hiện điều kiện (j+1)=4, lấy
kết quả Upx(t4) ở bước 3 để thực hiện phép tính Upx=[20logUpx(t4)]-18dBV.
+ Bước 9. Lặp lại bước 4 cho đến khi xuất hiện điều kiện (j+1)=5, lấy
kết quả Upx(t5) ở bước 3 để thực hiện phép tính Upx=[20logUpx(t5)]-26dBV. Tăng thời gian tính tới khi xuất hiện điều kiện (j+1)=6 thì dừng và
thốt khỏi chương trình. Lưu đồ thuật tốn trên được thể hiện trên hình 2.15.
2.4.2. Đặc trưng điều khiển chống quá tải cho máy thu
Mô phỏng thuật toán đã tổng hợp (mục 2.4.1) với lưu đồ hình 2.15 bằng phần mềm MATLAB-SIMULINK, theo bộ tham số của đài [9],[11] và mục tiêu như ví dụ đã khảo sát ở mục 2.3.2.1. Nếu mục tiêu với diện tích PXHD là σmt=100m2 bắt đầu cơ động vào đài từ cự ly ban đầu là
Rmt_max=300km đến cự ly Rmt_min=5km, ta nhận được đặc trưng biến thiên biên
độ đầu vào kênh thu - phát bám sát mục tiêu đài ĐKHL có dạng như hình 2.16. Đây là đặc trưng có điều khiển của một hệ thu – phát.
Từ đặc trưng trên hình 2.16 thấy rằng, thay vì việc trắc thủ phải quan sát màn hình phát hiện quá tải và điều chỉnh chuyển mạch thay đổi công suất phát hay mức SGTH đầu vào máy thu (sau điểm 1 hình 2.10), hệ thống thu – phát nếu áp dụng thuật toán trên đã có thể tự động điều khiển được biên độ tín hiệu đầu vào máy thu phù hợp với dải động thực tế của khí tài và tự động chống được quá tải.
Hình 2.15. Lưu đồ thuật tốn điều khiển cơng suất máy phát và SGTH
Hình 2.16. Dạng đặc trưng thay đổi biên độ tín hiệu đầu vào của kênh thu – phát bám sát có điều khiển chống quá tải
P01=0.1P0 P02=0.01P0 P0,Gp,Gt,λ,η,η’,L,Rmax,Vmt n=0; j=0 t=n∆t Bắt đầu Đúng Đúng Đúng j=1 j=2 j=3 j=4 Sai Đúng Sai Đúng Sai Sai j=j+1 END n=n+1 Upx =Upx - 8dB Upx= Upx - 18dB Upx= Upx -26dB Sai n=n+1
Nhận xét 2.7:
Bằng thuật tốn điều khiển (hình 2.15) tự động lần lượt thay đổi mức công suất máy phát (P0, P01, P02) và mức SGTH đầu vào máy thu (SG1,2,3) qua mô phỏng ta đã nhận được hiệu ứng điều khiển giống như đã thử kiểm tra theo phương pháp phân đoạn ở mục 2.3.2 (các hình 2.10÷2.14). Tức là thuật toán tự động điều chỉnh dải biên độ tín hiệu đầu vào phù hợp với dải động của máy thu về nguyên lý đã hoạt động như mong muốn. Tuy nhiên, do thuật toán mới được kiểm tra trên một mơ hình mục tiêu chuyển động theo quy luật cho trước (mang tính chất ví dụ) nên chưa thể khẳng định về khả năng áp dụng cho tất cả các tình huống mục tiêu. Nhưng kết quả này rất có ý nghĩa đối với mục đích nghiên cứu nâng cao mức độ tự động hóa của một hệ thống thu - phát bám sát mục tiêu đài ĐKTL.