Математическое моделирование радиотехнических устройств и систем (2016)

Дисциплина "Математическое моделирование радиотехнических устройств и систем" входит в базовую часть общенаучного цикла занятий учебного плана подготовки магистров по направлению 210400 "Радиотехника".

Преподается на втором семестре первого года обучения магистров (5 курс). Нагрузка составляет 4 академических часа в неделю, 2 из которых - лекции, 1 ч. - практические занятия и 1 ч. - лабораторные работы. Всего 144 часа, из которых половина, 72, - на самостоятельную работу.

Учебный план не предполагает выполнение расчетных заданий и курсовых проектов, но включает экзамен по дисциплине.

Правила аттестации

Обязательным условием для получения допуска к экзамену является выполнение и защита 4 лабораторных работ.

Лабораторные работы выполняются на территории университета после получения соответствующего допуска, который основывается на наличии теоретических знаний по работе и выполнении домашней подготовки.

При пропуске лабораторной работы по причине недопуска или неявки деканатом назначается платная отработка во время зачетной недели. Платная отработка может быть заменена бесплатной при наличии предварительной договоренности с преподавателем до начала лабораторной работы по расписанию.

Календарным планом предусмотрено проведение 8 практических занятий. В рамках практических занятий будут развиваться навыки моделирования, решаться разнообразные задачи с индивидуальной фиксацией результатов в системе контроля версий. Выполнение этих задач является необходимым условием для получения на экзамене оценок "хорошо" и "отлично".

Экзамен составляют три компоненты: заочное выполнение индивидуального задания, прохождение очного тестирования, очный ответ на теоретические вопросы билета. Выполнение теста - достаточное условие для получения оценки "удовлетворительно".

Календарный план

Неделя	Дата	Лекция	Практика	Лабораторная
1	07.02	-
2	10.02	1. Методологические основы моделирования	1. Системы контроля версий. Доплеровский сдвиг навигационного сигнала.
3	17.02	2. Основы использования MATLAB		1. Моделирование электрических цепей методом несущей
4	24.02	3. Математические модели радиоустройств и систем	2. Описание сигналов антенной решетки. Сигнальное созвездие.
5	03.03	4. Моделирование сигналов
6	10.03	-	3. Быстрое преобразование Фурье. Режектор узкополосных помех.
7	17.03	5. Представление сигналов в частотной области		2. Управление диаграммой направленности антенной решетки
8	24.03	6. Метод несущей при моделировании радиосистем	4. Статистические эквиваленты корреляторов и дискриминаторов
9	31.03	7. Моделирование линейных звеньев
10	07.04	8. Моделирование нелинейных звеньев	5. Синтез цифрового фильтра с помощью fdatool
11	14.04	9. Метод комплексной огибающей при моделировании радиосистем		3. Моделирование системы обнаружения сигнала методом статистических эквивалентов
12	21.04	10. Метод статистических эквивалентов при моделировании радиосистем	6. Формирование СВ с заданным законом распределения
13	28.04	11. Формирование случайных величин с заданным законом распределения
14	05.05	12. Формирование случайных процессов с заданными свойствами	7. Формирование СП с заданными корреляционными свойствами
15	12.05	13. Обработка результатов статистических экспериментов		4. Моделирование следящей системы методом информационного параметра
16	19.05	14. Метод информационного параметра при моделировании радиосистем	8. Взаимодействие с измерительными приборами и внешними источниками данных
17	26.05	15. Специализированные средства моделирования и проектирования
18	02.06	16. Unified Modeling Language

Лекции

• Методологические основы моделирования

Понятие модели и моделирования. Математическая модель. Классификация методов моделирования: аналитическое, имитационное, компьютерное моделирование. Процедура математического моделирования (общая последовательность этапов моделирования) + элементарный пример для пояснения. Особенности моделирования радиосистем и устройств. Современные тенденции - уход к цифре. Модельно ориентированное проектирование vs TDD (итеративный пример с разработкой софта приемника - от поиска синусоиды до обработки совокупности сигналов с помехами).

• Основы использования MATLAB

Интерфейс пользователя. Основные рабочие зоны. Определение переменной в Command Window. Workspace. Изменение и графическое отображение Workspace через интерфейс. Типы данных. Составление скриптов. Вывод двух- и трехмерной графики. Типичная структура простого скрипта для моделирования. Начало скрипта. Циклы, условия. Оформление вывода. Stdout. Типичный пример счетчика цикла.

• Математические модели радиоустройств и систем
• Моделирование сигналов
• Представление сигналов в частотной области
• Метод несущей при моделировании радиосистем
• Моделирование линейных звеньев
• Моделирование нелинейных звеньев
• Метод комплексной огибающей при моделировании радиосистем методом статистических эквивалентов
• Метод статистических эквивалентов при моделировании радиосистем
• Формирование случайных величин с заданным законом распределения
• Формирование случайных процессов с заданными свойствами
• Обработка результатов статистических экспериментов
• Метод информационного параметра при моделировании радиосистем
• Специализированные средства моделирования и проектирования
• Unified Modeling Language

Tips&Tricks

• Инициализируйте ГСЧ
• Можно использовать parfor, а можно несколько матлабов
• Универсальный коллектор статистики
• plot нескольких графиков
• Управление цветом и формой в plot
• CMainWindow
• Прогресс цикла
• Инициализация массивов
• Скалярное произведение
• Согласованный фильтр