主要内容

雷达架构:测试自动化和需求可追溯性(第2部分)

此示例是基于一组性能要求,在如何在Simulink®中设计和测试雷达系统的两部分系列的第二部分。万博1manbetx它讨论了第1部分开发的模型的测试和验证初始要求。它显示如何使用Simulink Test万博1manbetx™来设置测试套件,以验证链接到系统组件的要求。该示例还探讨了所规定的要求,该方案已修改,导致设计和测试的变化。

本示例的第1部分从一组性能需求开始。它使用Simulink system Composer™开发了雷达系统的体系结构模型。万博1manbetx将该体系结构模型作为虚拟测试平台,对雷达系统设计进行测试和验证。第1部分展示了如何使用Simulink Requ万博1manbetxirements™将需求链接到体系结构的组件。它还展示了如何使用Simulink实现体系结构的各个组件。万博1manbetx

自动化测试

在设置测试之前,请加载示例第1部分中构建的模型。

open_system (“slexRadarArchitectureExample”

万博1manbetxSimulink Test Manager是一种为模型创建测试套件的工具。访问测试管理器点击万博1manbetxSimulink测试应用程序选项卡,然后导航到测试选项卡并单击万博1manbetx仿真软件测试经理.要开始测试,请通过单击为模型创建新的测试文件新的测试文件.然后添加两个独立的测试套件,分别对应于每个需求。进一步配置测试套件:

  • 为每个测试套件添加说明,以便不清地描述正在测试的功能。

  • 将测试套件链接到一个或多个需求。为了验证需求,测试套件中的测试必须通过。

  • 为测试运行之前的设置和之后的清理添加回调。这个示例需要在基本工作区中使用一个全局变量,以便在单个测试套件中聚合多个Monte Carlo运行的结果。

接下来在测试套件中配置测试。该更改仅在已被测测试,参数覆盖,迭代和自定义标准部分中进行。

  • 在“在”测试“部分的系统中,设置模型在该示例中的模型名称的字段是slexRadarArchitectureExample

  • 参数覆盖部分用于在测试执行期间为基本工作空间中的参数分配不同的值。使用本节可指定最大距离测试和距离分辨率测试的目标参数。

对于最大射程测试,指定1米的单个目标 2 R1中所述距离雷达6000米的雷达截面(RCS)。

对于范围分辨率测试,请指定两个具有不同RC的目标,该目标在R2要求的范围内分开70米。

  • 由于随机噪声和目标波动效果,可以仅验证在多个测试运行上收集的平均雷达系统性能。测试的迭代部分可用于配置测试以运行多次以实现Monte Carlo仿真。此示例将自定义脚本添加到脚本迭代小节中,以设置Monte Carlo。脚本仅执行十个迭代。为了强制验证系统的性能,需要更多迭代。

  • 自定义条件部分允许您指定自定义规则,验证每次迭代结束时的测试结果。配置它以运行helperslexRadarArchitectureTestCriteria处理每个测试迭代的结果并将它们存储在检测结果变量在基本工作区中。这个函数计算跨越检测阈值的次数。如果这个数字等于测试中的目标数,则系统通过测试迭代,否则迭代被声明为失败。在上一个迭代中,helperslexRadarArchitectureTestCriteria计算通过的迭代的总数。这个helper函数的第二个参数是整个测试必须通过的迭代的百分比。最大范围测试要求至少90%的迭代通过。由于距离分辨率测试模型有两个独立的目标,它要求至少80%的测试迭代是成功的。

在Test Manager中打开此测试套件。

打开(“slexRadarArchitectureTests.mldatx”

在添加测试并将它们链接到要求后,要求编辑器中的要求的状态指示已添加验证,但尚未执行该测试。

现在可以推出测试。运行两个测试套件后,请使用数据检测器检查每个单独迭代的结果。自定义条件帮助函数还将每个迭代的状态打印到命令窗口。

由于两个测试都通过了,现在需求编辑器显示两个需求都已经实现和验证。

修改后的需求

在设计过程中,初始需求被修改和更改是很常见的。这个例子假设新的最大距离要求是8000米,新的距离分辨率要求是35米。最新的规定是:

  • R1:雷达必须探测1米雷达横截面(RCS)的转弯1情况目标 2 在8000米范围内,探测概率为0.9,虚警概率为1e-6。

  • R2:从两个抖动1个次要分隔的返回返回的返回案例目标时,使用相同的方位角,雷达必须解析两个目标并生成80%的唯一目标报告。

在需求编辑器中对需求进行更改将产生更改问题,并以红色突出显示相应需求的Summary状态。到实现已更改需求的组件和验证该需求的测试的链接也会突出显示。这样就很容易识别设计的哪些组件和哪些测试需要更新,以便处理需求中的变化并对它们进行测试。

要监控要求的变化或系统组件的实现,请使用需求可追溯性矩阵。

更新系统参数

新的最大范围要求超出了当前的明确范围,其等于7494.8米。为了满足新要求,增加明确的范围。这可以通过降低PRF来实现。将PRF设置为16 kHz导致9368.5米的明确范围,远远超过8000米的最大范围。

由于目前的雷达设计是发射未调制的矩形脉冲,所以系统的分辨率限制是由脉冲宽度决定的。目前的距离分辨率限制为60米。新的要求是35米,几乎低了两倍。满足这一要求的矩形脉冲必须短两倍,在相同范围内将可用功率减少一半。使用Radar Designer应用程序进行的需求分析表明,该系统在最大距离8000米时无法达到所需的检测性能。为了达到所需的最大距离和距离分辨率,在不增加峰值发射功率或天线增益的情况下,采用时间-带宽乘积大于1的新波形。将脉冲宽度设置为1 μ 年代 5兆赫的带宽将提供所需的分辨率。

在Radar Designer应用程序中打开这个设计。

radarDesigner (“RadarDesigner_LFMWaveform.mat”

脉冲波形分析仪应用程序可以用来选择雷达波形从几个选择。本例使用LFM波形。

pulseWaveformAnalyzer (“PulseWaveformAnalyzer_LFMWaveform.mat”

修订设计

修改系统组件行为的一种方便的方法是通过创建变体来添加替代设计。这是通过右键单击组件并选择来实现的添加不同的选择.添加一个变体波形发生器并将Simuli万博1manbetxnk行为添加到它以实现LFM波形生成。

配置线性调频通过将脉冲宽度设置为新值1来阻止 μ 年代 .扫描带宽设置为5mhz, PRF属性设置为更新后的16khz。用LFM波形运行模型。

%设置模型参数helperslexRadarArchitectureParameters;%更新模型参数以使用LFM波形helperslexRadarArchitectureParametersLFM;simOut = sim卡(“slexRadarArchitectureExample.slx”);data = simOut.logsout {1} .Values.Data;图;情节(range_gates、数据元素个数(range_gates) + 1:结束));包含(的范围(m));ylabel (“权力(W)”);标题(信号处理器输出的);网格

图中包含一个轴对象。标题为Signal Processor Output的axis对象包含一个类型为line的对象。

更新测试

在验证LFM雷达系统满足更新要求之前,通过更新目标位置对测试进行相应的修改。

  • 在最大射程测试中设置目标距离为8000米

  • 在距离分辨率测试中改变目标距离,使目标彼此距离35米

在更新测试之后,清除“需求编辑器”中的所有更改问题。点击显示链接需求选项卡,然后选择链接并单击清除所有按钮改变的信息部分的细节右边的面板。问题解决后启动测试。新设计将通过更新后的测试,并验证系统满足更新后的要求,确认Radar Designer应用程序做出的预测。

总结

此示例是基于一组性能要求,在如何设计和测试Simulink中的雷达系统的两部分系列的第二部分。万博1manbetx它显示如何使用Simulink测试来测试万博1manbetx第1部分开发的模型,如何将测试链接到要求,以及如何通过运行Monte Carlo模拟来验证要求满足。该示例还说明了如何通过向模型添加变体来跟踪对应组件的需求以及如何创建替代设计。此示例的第1部分始于最终设计必须满足的要求。它使用系统编曲器开发雷达系统的架构模型,可以用作虚拟测试床。第1部分还示出了如何使用Simulink要求将需求链接到组万博1manbetx件以及如何使用Simulink实现架构的各个组件。