郭亞軍

(中國電子科技集團(tuán)公司第38研究所，合肥 230031)

結(jié)合計算機(jī)技術(shù)進(jìn)行大量數(shù)據(jù)的運(yùn)算來完成結(jié)構(gòu)設(shè)計，已成為現(xiàn)代雷達(dá)系統(tǒng)設(shè)計的一個重要趨勢。MATLAB/GUI是一個功能強(qiáng)大的圖形設(shè)計界面，可根據(jù)用戶需要設(shè)計出方便直觀的智能型交互界面，用戶可依據(jù)界面后臺的程序完成各種計算操作，這種結(jié)構(gòu)計算分析方式使用方便，目前在許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用［1，2］。本文以某民用雷達(dá)結(jié)構(gòu)設(shè)計中力矩的計算為例說明GUI在設(shè)計中的靈活應(yīng)用。

1 力矩計算模型的建立

1.1 風(fēng)力矩M風(fēng)

M風(fēng)為風(fēng)載荷形成的靜態(tài)阻力矩和附加動態(tài)風(fēng)力矩之和［3］:

其中:A為天線的投影面積(m2);L為天線的特征尺寸(m);ω為天線角速度(rad/s);ρ為空氣密度(kg/m3);k為陣風(fēng)因子，此處取k=1.42;V為風(fēng)速(m/s);Fx為風(fēng)阻力(N);Cmy為風(fēng)力矩系數(shù)，Cx為風(fēng)力系數(shù)。

1.2 慣性力矩M慣

其中，J為轉(zhuǎn)動慣量。

1.3 摩擦力矩M摩

2 MATLAB/GUI設(shè)計圖形化計算界面

2.1 GUI的基本結(jié)構(gòu)與組成

在Matlab軟件中，GUI的編程與S函數(shù)文件編程相比，除了要編寫內(nèi)核代碼外，還需要設(shè)計前臺交互界面。它把實現(xiàn)程序功能的代碼與硬件事件關(guān)聯(lián)在一起來完成特定的計算功能［4］。

一般圖形設(shè)計有以下兩種方式:通過低級句柄圖形對象的函數(shù)設(shè)置界面的各個交互組件的屬性;用戶只要通過簡單硬件的操作就可以設(shè)計出自己的界面，如圖1所示。

圖1 GUI設(shè)計界面

2.2 GUI的設(shè)計基礎(chǔ)

GUI界面設(shè)計包括界面設(shè)計和程序?qū)崿F(xiàn)兩個步驟［5，6］，具體如下:明確計算任務(wù)，了解結(jié)構(gòu)設(shè)計中公式的含義，繪出界面草圖;按草圖制作靜態(tài)界面;編寫界面后臺的功能程序;調(diào)試界面與程序間的變量或句柄傳遞。

2.3 軟件的計算界面設(shè)計

以向量的形式向可編輯文本框輸入“風(fēng)載系數(shù)、風(fēng)力系數(shù)、轉(zhuǎn)動慣量等”，并根據(jù)其變量的特性定義其單位。在文本框的下端設(shè)計出“風(fēng)阻力計算、風(fēng)載、慣性力矩等”計算按鈕，實現(xiàn)各文本框參數(shù)之間的傳遞及最終運(yùn)算［7］。圖2為計算界面。圖3為摩擦力矩后臺計算代碼。

圖2 力矩計算界面

圖3 摩擦力矩計算部分代碼

3 計算實例

以某雷達(dá)風(fēng)載計算為例，依據(jù)以上設(shè)計的GUI軟件界面，部分參數(shù)計算的結(jié)果如表1所示。從表1中的計算可以看出，利用GUI設(shè)計的軟件計算這樣大量數(shù)據(jù)的表格耗時較短，大大減少了方案設(shè)計中數(shù)據(jù)的計算，計算準(zhǔn)確，操作方便，易于修改。

表1 力矩計算結(jié)果

4 結(jié)束語

某雷達(dá)GUI計算界面在結(jié)構(gòu)方案中的應(yīng)用不僅為科研工作者提供了友好的接口界面，而且還減少了繁重數(shù)據(jù)計算中的誤差。界面文本框間通過力矩計算數(shù)學(xué)模型構(gòu)成了一個相互聯(lián)系的整體，實現(xiàn)了人機(jī)界面的計算通道，使在方案實施中得到了令人滿意的效果。

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