CC BY
4Реализация механизма управляемости для описания функционирования радиоэлектронных объектов
Потапов А.Н.
к.т.н., доцент
Назаров Т.И.
Военный учебно-научный центр Военно-воздушных сил Военно-воздушная академия им. профессора Н.Е. Жуковского и Ю.А. Гагарина, г. Воронеж
Аннотация
Возможности осуществления радиоэлектронными объектами (РЭО) функций выбора, распределения и перераспределения ресурсов зависят от заложенных в них механизмов управляемости. На основании единого подхода представления РЭО, а так же учитывая их управляемость, уточнено структурно-логическое описание эргатических РЭО.
Ключевые слова: механизм управляемости; радиоэлектронные объекты; полезность функционирования; частично-организованное управление; структурно-логические модели.
Введение
Как определено в [1], формирование радиочастотного (РЧ) РЧ-воздействия пSQ зависит от множества располагаемых РЭО S ресурсов:
^ =/, ts, Ws, (1)
где fs - РЧ-ресурсы (первообразные множества РЧ-связанности QC = ^^} ^ 0); ts, Ws и ¿8 -соответственно, временные, энергетические и пространственные ресурсы (первообразные множества действия Лs ^0).
В свою очередь, располагаемые ресурсы Rs РЭО S могут характеризоваться следующими параметрами [2]:
- fs - рабочей радиочастотой ^0, РЧ-диапазоном Л^, полосой пропускания ЛFS и т.п.;
- ^ - моментом времени fs о возникновения действия Лs, длительностью Ts и периодичностью Ts действия Лs и т.п.;
- Ws - энергией Es, затрачиваемой на формирование действия Лs, средней мощностью ps, импульсной мощностью Psl и коэффициентом полезного действия r|s и т.п.;
- & - шириной распространения (проникновения) Лвs и ЛФs действия Лs, соответственно, в азимутальной и угломестной плоскости, азимутом вs и углом места Фs распространения максимума
действия Лs, пространственной поляризацией Уs действия Лs и т.п.
Сами располагаемые ресурсы Rs определяют потенциальные возможности применения РЭО & Известно, что в РЧ-спектре РЭО S при воздействии ПQS на него среды Q может формировать реакцию в виде ответных действий:
Лs =Яе(Я): . (2)
Реакция может быть управляемой и неуправляемой. В свою очередь, РЭО S можно представить в виде [2]
¡-М^ко^-З 17 3-2014
5 сПдя хА8 , А^ =Ке(5):( Пдя, Сs) (3)
или
Пдя ^ Ся ^ А5, (4)
где Ся - множество состояний 5. Если
С Ф Ся( Пдя),
то 5 является условно управляемым в РЧ-спектре, т.е. его управление заключается в адаптации его
действий Ая на воздействия Пдя без изменения Ся:
1 1 ^ Ая ^ П^ Ад = Ке(0 :Пд ^ Р ^ Пд5 ^ С5 Т, (4)
Если
Ся=Ся( Пдя),
то 5 является безусловно управляемым в РЧ-спектре, т.е. его управление заключается в изменении состояния Ся на воздействия Пдя:
2 2 Пяд Ся (пяд) ^Ая. (5)
Объект 5 может быть комплексно управляемым в РЧ-спектре, т.е. для одной части элементов
множества Ся=Ся( Пдя), а другой части - Ся ^ Ся( Пдя):
12 2 1 И Ая ^рд ^ Пяд ^Ад = К-е(д): Пяд ^ ря ^ Пдя Т ^ Ся (пдя) Т
Необходимо отметить, что помимо внешней управляемости (по радиоканалам) РЭО 5, он может быть внутренне управляемым (по электрическим цепям).
Внутренняя управляемость состоит в изменении состояния Ся РЭО 5 в зависимости от текущей полезности дя его функционирования и желаемого результата Ря для сложившихся РЧ-условий. Известно, что полезность функционирования РЭО 5 можно представить в виде [1]
Яя=я я(Пдя, Ая). (6)
Если текущая величина функции полезности РЭО 5 отличается от желаемого результата Ря, то необходимо сформировывать такое управляющее воздействие ¿я на состояние Ся, при котором Яя ^ Ря, т.е.
¿я (С): яя ^ Ря (7)
или
¿я = - Ря), (8)
где Б - функционал.
В свою очередь, состояние С я зависит от располагаемых ресурсов Яя [1]
Ся=Яе(я): Яя. (9)
Поэтому управляющее воздействие 33 изначально заключается в выборе и распределении (перераспределении) располагаемого ресурса Яя. С учетом этого процедура внутреннего управления РЭО 5, направленная на формирование в РЧ-спектре его действия Ая в соответствии с воздействиями Пдя среды д, может быть представлена как
П 1 3 2 ± ^ л ^
Пдя Т ^ 3я =Б( Т Яя -Ря) ^Яя ^ 1 Ся ^ 1 А5 2 . (10)
Здесь необходимо отметить, что сама процедура внутреннего управления РЭО 5 может быть организационной и неорганизационной [2].
Организационное управление РЭО яо заключается в выборе и распределении (перераспределении) непосредственно человеком (оператором) располагаемого ресурса Яя, направленных на минимизацию
невязки между действительной полезностью и желаемым результатом РБ функционирования объекта и реализуемых оператором с помощью органов управления.
Неорганизационное управление РЭО Бив - это управление располагаемыми ресурсами Ях, которое выполняется без участия человека (оператора) на основании собственных действий, которые по отношению к объекту являются внутренними.
Как правило, в РЭО Б имеется сочетание организованного и неорганизованного управления. Такое сочетание уместно называть частично организованным управлением. Введенные понятия эквивалентны для существующей классификации управления [2] РЭО Б, а именно:
- ручное управление - организационное управление объекта;
- автоматическое управление - неорганизационное управление объекта;
- автоматизированное (полуавтоматическое) управление - сочетание организационного и неорганизационного управления объекта.
Эти три понятия объединяются в две группы РЭО Б:
- эргатические БЭ - объекты, в которых либо человек полностью, либо частично производит управление его ресурсами Яя;
- технические - объекты, в которых управление его ресурсами ЯБ производится на техническом уровне без участия человека.
Также необходимо отметить, что совокупность эргатических РЭО БЭ в сочетании (без сочетания) с техническими РЭО может образовывать эргатические радиоэлектронные системы ББЭ - объекты более высокого уровня, через их внешние действия, обусловленные либо общностью Я/ РЧ-спектра, либо общностью Яс электрических соединений, либо как общностью Я/ РЧ-спектра, так и общностью Яс электрических соединений [1]:
и и и
ББэ =(Я/ (Бэ, Бт)) V (Яс ( Бэ , Бт )) V (Яг лЯс ( БЭ , Бт)). (11)
В свою очередь, совокупность эргатических радиоэлектронных систем в сочетании либо без сочетания с эргатическими и (или) техническими РЭО могут образовывать эргатические радиоэлектронные комплексы (РЭК) КБЭ - системы еще более высокого уровня, через внешние действия, обусловленные по сути аналогичными как и для эргатической системы:
и и и
КБэ =(Я/ ( ББЭ , Бэ, Бт )) V (Яс (, Бэ , Бт )) V (Яг лЯс (, Бэ, Бт )). (12)
С учетом этого функционирование, например, адаптивно-пассивного эргатического РЭО Б можно описать в следующем виде [3]:
- для автоматизированного режима (дБ ^ 0, ^ 0)
6 1 3 5
ХТ = ^ (Т Т- РБ) ¿V (л) ХТн^-
^ 2 4 3
1
Оператор: Б ^ Пв ^ v(л) ТЯ3 X ^ ХС
^ v(л) I ЯБ X ^ ХС Б^ 1 4 5 6 ^ х Дб X ^ Т ^ пяд Дд = Ке(б): Рдя ^ Т;
■ для ручного режима (83 ^ 0, иБ ^ 0) 4 1 2
X Т ^ X д3 ^Тн Оператор : Б ^ иБ ^ ЯБ X ^
^ 3 3
1 1 4
^ ХСБ^ Х Дб Х ^ Т Рд ^ п5д Дд = Яе(0 : пд /Зд5 ^ Пд8 Т.
(13)
(14)
i-methods
19
3-2014
Соответственно функционирование автоматического РЭО S (Ss Ф0, Us = 0) имеет следующее представление:
4 1 11
nQS it ^ SS = F (t qS - PS) ^ RS i ^ iCS ^ i A S i ^
2 3 2 4 (15)
^\ßSQ ^ ПSQ AQ = Re(Q) : ПSQ ßQS ^ nQS t.
Аналогичным образом строятся структурно-логические модели функционирования других типов РЭО.
Заключение
Показанное описание функционирования РЭО позволяет наглядно представлять процессы управления РЧ-взаимодействием со средой, а также исключить неоднозначности, свойственные существующим методам представления этих объектов. В рассматриваемом случае структурно -логические модели (13) и (14) определяют прямую задачу по регулированию РЧ-условий функционирования РЭО за счет выполнения операторами предписанных операций D в соответствии с ранее сформированными у них перцептивными образами.
Литература
1. Потапов А.Н. Автоматизация тренажной подготовки операторов радиоэлектронных объектов управления воздушным движением. ISBN 978-5-903100-98-9. Воронеж: Изд-во ВАИУ.2010. 136 с.
2. Дикарев В.А., Потапов А.Н. Особенности профессиональной подготовки космонавтов при использовании компьютерных систем тренажа. XXXIV Научные чтения посвященные разработке творческого наследия Циолковского К.Э.: Сборник тезисов докладов всероссийской научно-практической конференции (14-16 окт. 1999 г.). М: ИИЕТ РАН. 1999. С. 181-187.
3. Потапов А.Н., Сысоев Е.С. Особенности функционирования эргатических радиоэлектронных средств управления воздушным движением. Сборник статей региональной научно-практической конференции курсантов, студентов, молодых ученых «Научные чтения имени А.С.Попова». 16 октября 2012г. Воронеж: ВУНЦ ВВС «ВВА». 2012г. С. 38-42
Для цитирования:
Потапов А.Н., Назаров Т.И. Реализация механизма управляемости для описания функционирования радиоэлектронных объектов // i-methods. 2014. Т. 6. № 3. С. 17-21.
PAA^OTEKHhKA M CPX3b
The implementation of the mechanism of controllability for describing the operation of radio electronic facilities
Potapov A.N.
Ph.D., associate professor Nazarov T.I.
Military educational scientific center air force Military air Academy. Professor N. E. Zhukovsky and Y. A. Gagarin, Voronezh
Abstract
The possibility of implementation of radio electronic objects (REO) the functions of selection, allocation and reallocation of resources depend on its inherent mechanisms of control. On the basis of a unified approach to the representation REO, as well as given their handling, refined structural and logical description of argotic REO.
Keywords: controllability mechanism; radio-electronic objects; utility of functioning; partial the organized management; structural and logic models.
References
1. Potapov A. N. Automation training training of operators of radio-electronic facilities of air traffic control. ISBN 978-5-903100-98-9. Voronezh: Izd-vo VAIO.2010. 136 p.
2. Dikarev V. A., Potapov A. N. The features of professional training of cosmonauts when using computer systems. XXXIV Scientific readings devoted to the development of the creative heritage of K. E. Tsiolkovsky: a Collection of abstracts of all-Russian scientific-practical conference (14-16 Oct. 1999). M: THE IHST. 1999. 181 p. 187.
3. Potapov A. N., Sysoev E. S. Features of functioning of ergatic radio-electronic equipment of air traffic control. Collection of articles of regional scientifically-practical conference of cadets, students, young scientists "Scientific readings named after A. S. Popov". 16 October 2012. Voronezh: ABOARD air force "BBA". 2012. 206 p. (Pp. 38 42).
For citation:
Potapov A.N. Nazarov T.I. The implementation of the mechanism of controllability for describing the operation of radio electronic facilities// i-methods. 2014. Vol. 6. No. 3. Pp. 17-21.
i-methods
21
3-20Í4
