
- •Математические модели
- •Введение
- •1.1. Состояние проблемы моделирования систем
- •1.2. Моделирование как метод научного познания
- •1.3. Использование моделирования при исследовании и проектировании сложных систем
- •1.4. Перспективы развития методов и средств моделирования систем в свете новых информационных технологий
- •Лекция № 2 классификация видов моделирования систем
- •3.1. Системный подход
- •3.2. Подходы к исследованию систем
- •3.3. Процесс моделирования на основе классического подхода
- •3.4. Процесс моделирования на основе системного подхода
- •3.5. Стадии разработки моделей
- •3.6. Характеристики моделей систем
- •3.7. Цель моделирования систем
- •3.8. Основные подходы к построению математических моделей систем
- •Лекция № 4 типовые схемы. Непрерывно-детерминированные модели
- •4.1. Типовые схемы
- •4.2. Непрерывно-детерминированные модели (d-схемы)
- •4.3. Основные соотношения
- •4.4. Возможные приложения
- •Лекция № 5 дискретно-детерминированные модели
- •5.1. Дискретно-детерминированные модели (f-схемы)
- •5.2. Основные соотношения
- •5.3. Возможные приложения
- •Пример: Для рассмотренного выше автомата Мура f2 запишем матрицу соединений и векторов выходов:
- •Лекция № 6 дискретно-стохастические модели
- •6.1. Дискретно-стохастические модели (р-схемы)
- •6.2. Основные соотношения
- •6.3. Возможные приложения
- •Лекция № 7 непрерывно-сТоХастические модели
- •7.1. Непрерывно-стохастические модели (q-схемы)
- •7.2. Основные соотношения
- •7.3. Возможные приложения
- •Пример. Допустим, что процесс обслуживания описывается следующей системой уравнений:
- •Лекция № 8 сетевые модели
- •8.1. Сетевые модели (n-схема)
- •8.2. Основные соотношения
- •8.3. Возможные приложения
- •Лекция № 9 комбинированные модели
- •9.1. Комбинированные модели (а-схемы)
- •9.2. Возможные приложения
- •Лекция № 10 формализация и алгоритмизация процессов
- •10.1. Формализация алгоритмизация процессов
- •10.2. Методика разработки и машинной реализации объекта
- •10.3. Методологические аспекты моделирования
- •10.4. Требования пользователя к модели
- •10.5. Этапы моделирования систем
- •Лекция № 11 построение концептуальных моделей систем и их формализация
- •11.1. Построение концептуальных моделей систем и их формализация
- •11.2. Переход от описания к блочной модели
- •11.3. Подэтапы первого этапа моделирования
- •11.3.1. Постановка задачи машинного моделирования системы
- •11.3.2 Анализ задачи моделирования системы
- •11.3.3. Определение требований к исходной информации об объекте моделирования и организация ее сбора
- •11.3.4. Выдвижение гипотез и принятие предположений
- •11.3.5. Определение параметров и переменных модели
- •11.3.6. Установление основного содержания модели
- •11.3.7. Обоснование критериев оценки эффективности системы
- •11.3.8. Определение процедур аппроксимации
- •11.3.9. Описание концептуальной модели системы
- •11.3.10. Проверка достоверности концептуальной модели
- •11.3.11. Составление технической документации по первому этапу
- •11.4. Алгоритмизация моделей систем и их машинная реализация
- •11.5. Принципы построения моделирующих алгоритмов
- •11.6. Формы представления моделирующих алгоритмов
- •11.7. Схемы алгоритмов, программ, данных и систем
- •11.8. Подэтапы второго этапа моделирования
- •11.8.1. Построение логической схемы модели
- •11.8.2. Получение математических соотношений
- •11.8.3. Проверка достоверности модели системы
- •11.8.4. Выбор инструментальных средств для моделирования
- •11.8.7. Верификация и проверка достоверности схемы программы
- •11.8.8. Проведение программирования модели
- •11.8.9. Проверка достоверности программы
- •11.9. Получение и интерпритация результатов моделирования систем
- •11.10. Подэтапы третьего этапа моделирования
- •11.10.3. Проведение рабочих расчетов
- •11.10.4. Анализ результатов моделирования системы
- •11.10.5. Представление результатов моделирования
- •11.10.6. Интерпретация результатов моделирования
- •11.10.8. Составление технической документации по третьему этапу
- •Лекция № 12 Линейное программирование
- •12.1. Общая и основная задачи линейного программирования
- •12.2. Графический метод решения задачи линейного программирования
- •Исходные данные задачи
- •12.3. Составление математической модели
- •Решение
- •12.4. Решение задач линейного программирования на эвм
- •12.5. Метод Гаусса с выбором главного элемента
- •12.6. Итерационные методы
- •Лекция № 13 нелинейное программирование
- •13.1. Постановка задачи нелинейного программирования
- •13.2. Геометрическая интерпретация задачи нелинейного программирования. Графический метод решения
- •13.3. Алгоритм решения знп графическим методом
- •Пример решения знп графическим методом
- •13.4. Метод множителей Лагранжа
- •13.5. Алгоритм метода множителей Лагранжа решения задачи
- •Лекция № 14 динамическое программирование
- •14.1. Постановка задачи динамического программирования
- •14.2. Составление математической модели динамического программирования
- •14.3. Этапы решения задачи динамического программирования
- •Оглавление
- •Математические модели
- •6 80021, Г. Хабаровск, ул. Серышева, 47
Министерство транспорта Российской Федерации
Федеральное агентство железнодорожного транспорта
ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный
университет путей сообщения»
Кафедра «Электроподвижной состав»
М. А. Попов
Математические модели
Сборник лекций
Рекомендовано методическим советом ДВГУПС
в качестве учебного пособия
Хабаровск
Издательство ДВГУПС
2006
УДК 519.8(075.8)
ББК В181я73
П 580
Рецензенты:
Кафедра «Электроподвижной состав» Иркутского государственного университета путей сообщения (заведующий кафедрой кандидат технических наук А. И. Орленко)
Главный инженер службы локомотивного хозяйства
Дальневосточной железной дороги – филиала ОАО «РЖД»
В. А. Мохонько
Попов, М. А.
П 580 |
Математические модели : сборник лекций / М. А. Попов.– Хабаровск : Изд-во ДВГУПС, 2006. –122 с. ил. |
Сборник лекций соответствует дисциплине «Математические модели технических систем в расчетах на ЭВМ» по государственному образовательному стандарту направления 140600 «Электротехника, электромеханика и электротехнологии» специальности «Электрический транспорт».
Рассмотрены основные подходы к построению математических моделей систем различного назначения, классы систем, имеющих свое приложение в механических, электрических, информационных системах и др. Кроме этого, дается понятие некоторых методов прогнозирования.
предназначен для студентов всех форм обучения специальности 140606 «Электрический транспорт, железных дорог» может быть использован также студентами других специальностей, изучающих дисциплину «Математические модели технических систем в расчетах на ЭВМ».
УДК 519.8(075.8)
ББК В181я73
ГОУ ВПО «Дальневосточный государственный
университет
путей сообщения» (ДВГУПС), 2006
Введение
Современный этап развития техники характеризуется чрезвычайно большим ее разнообразием, возрастающим количеством разработок, выполнение которых должно обеспечивать изделиям более высокие потребительские качества. Это приводит к необходимости интенсификации процессов создания новой техники в кратчайшие сроки. При этом должны обеспечиваться минимум финансовых и трудовых затрат.
При создании машин и технических комплексов, разработке структур информационных систем широко используется моделирование. Как средство познания и преобразования материального мира моделирование применяется в экспериментальных и теоретических научных исследованиях.
В сборнике лекций рассмотрены основные подходы к моделированию систем, типовые схемы моделей различного характера, описаны правила составления моделей систем. Кроме этого рассмотрены некоторые принципы прогнозирования: линейное, нелинейное и динамическое программирование.
Изучение материала дисциплины даст базовые знания об основных видах и способах построения моделей систем.
ЛЕКЦИЯ № 1 ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ. КЛАССИФИКАЦИЯ ВИДОВ МОДЕЛИРОВАНИЯ
Рассматриваемые вопросы
1. Состояние проблемы моделирования.
2. Моделирование как метод научного познания.
3. Проектирование сложных систем.
4. Моделирование и информационные системы.