关于对基于SIMULINK仪表着陆系统链路级仿真的分析

摘 要 现代化的飞行仿真系统，离不开仪表着陆系统的数字化建设。基于此，本文主要分析基于SIMULINK仪表着陆系统链路的仿真分析原理，并在现代化接收机SIMULINK显示技术的基础之上，探讨优化飞行检验仿真系统的路径，以为未来仿真技术以及着陆系统效能提高，提供有效的参考意见。

关键词 SIMULINK;系统仿真;链路分析;飞行检验

引言

仪表着陆系統主要依靠全数字链路，来进行仿真模拟实验，这种技术可以在复杂链路的情况下，针对电磁超导环境，来进行仿真模拟与飞行检验。目前来说，这种SIMULINK技术的综合应用，已经成为飞行仿真检验的关键部分之一。

1 仪表着陆系统的仿真原理

目前，国内已经对于仪表着陆系统基础之上的无线电导航系统，进行了全方位的仿真分析，集中在卫星系统定位、导航系统整合以及算法仿真模拟等领域。在综合仿真实验设计的过程当中，可以通过综合性仿真分析，以及飞行模拟训练，来对无线电导航系统进行升级。但是，在仿真的过程当中，需要对于仿真链路的波形，进行全时段的模仿，受到飞行架次、飞行复杂程度以及飞行安全压力的影响，很多仿真链路的设计无法达到真实性的要求，损益比并不科学，安全性较差，这对于未来飞行计划的发展，起到了负面的作用。而基于SIMULINK仪表着陆系统的链路仿真设计，可以实现连续离散分析、仪器混合离散分析，这种非线性的链路建设方式，可以适应目前的离散比要求，以及技术模拟图形要求。按照灵活、直观、真实、方便的输入方式、输出方式以及线性环节控制方式，对于着陆系统进行粒度分析[1]。

2 SIMULINK着陆仿真分析的数学模型

2.1 数学模型的组成原理

仪表着陆系统主要有地面发射装置以及机载接收装置来组成，配合航向标系统、下滑信标系统和指点标系统，来发射空间合成的模拟信号。一般来说，一架正在着陆的飞机上看，在航道线左边和下滑道上面，90Hz调制占优势;在航道线右边和下滑道下面，150Hz调制占优势;在航道线和下滑道上，两个调制信号的幅度相等。仪表着陆系统通过天线分配单元给予每个天线馈以不同幅值和相位的信号，向外进行信号辐射。

2.2 建立航向标天线系统

通过CSC数字管理方式以及Expo管理方式，可以配合天线矩阵，来对偏离航道的信息进行及时的查找，通过对数周期天线阵的相关间隔管理，形成空间组合模拟信号模型，对混合的离散作用进行平行分析，并将获得的相关数据，反馈给同一个天线单元。经过这种混合分析之后，可以整合SBO数学模拟信号，来对数字化发展列路进行反馈，并对周期方向进行调整。

目前的SBO信号分析系统通过天线分配单元，可以形成二十单元天线分配网络，对于二十单元航向标天线阵进行精准的跑道计算，并且通过数字化的矩阵简化方式，可以对天线振子的空间定量进行辐射管理。

2.3 机载接收工作

机载接收工作仿真可以对航向输出的信号进行自由化的调度，并通过滤波器的调整等，对于电路进行相应的构建。要在飞机通过某一点时，进行自动化的仿真路线分析，通过SIMULINK仿真模型，可以对信号产生的生理图框架进行链路分析，并通过射频放大器来对信号进行调节。这里进行的调节数值必须为正值，如果出现了负值，就要对数值进行相应的转换，避免零检测电路出现在整个检测辐射器当中，造成载波输出相位控制失灵。

2.4 希尔伯特变换

在负信号转换的过程当中，还要应用希尔伯特变换方式，将负数域进行相应的实部和虚部的转化，最终实现载波频率的优化设置，通过天线分配网络的子系统以及SIMULINK仿真模型的空间集成信号子系统，合成相应的信号集成单元，对于SBO和CSB信号波形进行优化控制分析。

在SIMULINK仿真模型之下，可以对P点的距离进行弧线分析，通过这种天线振子的辐射控制方式，可以优化信号的组合与接收，在检波器模块、音频模块和比较数值模块，进行优化配合，完成对于两个不同区域的跑道偏离计算。

2.5 警旗信号

（1）紧急信号告知也是对于整个跑道系统仿真计算的重要模块之一，飞行员可以在紧急信号频道，接收到飞机是否正常的相应工作模块，并通过可视化的展现，对于数字模块的亮、暗进行相应的分析与探讨，通过控制组件的相应展示，输入模块名，来获得仪表的显示数据。

（2）现代的仿真设计图形还包含GUI设计，利用MATLAB提供的相关图形数据界面，来进行GUI界面的优化设计，在这个窗口当中，程序控制者可以通过飞机位置的输入，包含相关的距离、角度等信息等等，来获得相关的载波频率调整结果。

（3）通过callback来执行相应的函数，通过仿真次数的相关设置，对于控制人员设置好的SIMULINK模型波点，进行回调函数的编写，这种编写可以对真模型进行函数的优化，打开SIMULINK模型合理调整航向角，设置相关的参数，对距离进行优化控制，对回调函数进行相关探讨。

（4）进行关键数值的仿真模拟分析，对于数值设置函数进行载波调节控制，输入链路仿真的结果，对回调函数进行组合化分析。一般来说，在包络检波器当中的SIMULINK模型可以通过充电、放电，以单位延迟等组件的合理配合形式，来展现包络检波器充放电的具体波形，方便列入检查人员建立真实的动态仿真工具，来对SIMULINK模型仪表着陆系统的仿真信道环境进行全时段模拟[2]。

3 结束语

综上所述，对SIMULINK模型仪表着陆系统进行仿真与模拟，可以显著提高链路分析的精准化程度。从本文的分析可知，研究基于SIMULINK模型仿真系统的链路仪表着陆系统，有利于我们从技术升级以及数字化控制的角度，探讨目前飞行模拟系统的发展。因而我们要加强技术研究与分析，探讨影响仪表着陆系统精确程度的相关因素，为后期的科研进行充分的准备。

参考文献

[1] 韩丹，蒋豪，何昕.电气化铁路影响下仪表着陆系统的电磁环境评估[J].科学技术与工程，2019，19（22）：356-361.

[2] 姜楠.仪表着陆系统（ILS）航向信号外场测试方法的改进[J].河南科技，2019，（20）：8-10.

作者简介

张宇（1989-），男，上海市人;学历：硕士，工程师，现就职单位：民航华东空管局 设备维修中心，研究方向：民用航空导航。

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