Госэкзамен. Кафедра 29 / Технологии создания схемотехнических проектов и Моделирование систем / Моделирование систем / Задачи, решаемые средствами имитационного моделирования на различныъ этапах проектирования сложных систем.(1)

Задачи, решаемые средствами имитационного моделирования на различныъ этапах проектирования сложных систем.

Свойства любой системы проявляется в процессе ее функционирования. Следовательно, для определения этих свойст необходимо подать на входы возмущающие воздействия и проанализировать выходы системы. С реальной системой такие эксперменты не выгодны, а с проектируемой невозможны. Значит, используем модели.

Модель системы – некоторая друная система, сохраняющая существенные черты оригинала и допускающая исследование физическими или математическими методами.

Главная проблема при создании модели – выделить частные, но наиболее важные для конкретного исследования факторы в реальной систем.

Модели:

1. физические – выполняются в некотором масштабе шкалы малой системы;

2. математические – абстрактный, формально описанный объект, который можно исследовать математическими методами.

Имитационной моделирование

Моделью является алгоритм, который отражает причинно-следственные и временные связи, существующие в оригинале. Данный метод исследования является ведущим методом в области систем управления.

Особенно эффективен при анализе вероятностных систем, т.к. систем, состояние которых описывается случайнми функциями. Тогда имитирующий алгоритм повторяется многократно при разных значениях входных параметров (поэтому называется статическим моделированием).

Формализация – процесс перехода от системы к модели, т.е. от существующего или проектируемого материального объекта к объекту абстрактному.

З этапа формализации:

1. составление содержательного описания. Описание изучаемого объекта или процесса, постановка задачи исследования , определение цели моделирования и перечня исходных данных.

Автор – инженер, представитель коллектива, разрабатывающего объект или процесс.

Содержательное описание составляется по результатам наблюдения за системой или по опыту эксплуатации подобных систем. Задача моделирования здесь может не иметь строгой математической формулировки, но должна содержать четкое изложение идеи исследования, перечень зависимостей, подлежащих сцепке, кот. необходимо учитывать при построении модели.

Описание представляется в виде схем, текствов, формул и таблиц.

2. составление формализованной схемы. Этап согласования языков описания системы: инженерных и математических. Он необходим в сложных случаях, когда невозможно перейти от содержательного описания к математической модели.

На этом этапе уточняются характеристики объекта или процесса, устанавливается система параметров, строго устанавливаются все зависимости между характеристиками и параметрами. Дается точная математическая формулировка задачи исследования с указанием окончательного перечня искомых величин и оцениваемых зависимостей.

Для перехода от содержательного описания к формализованной схеме необходимо:

1. исключить сведения не существенные с точки зрения цели исследования системы;

2. установить критерий интерпретации результатов моделирования, который:

- содержит интересы «потребителя»,использующего моделируемую системы;

- достаточно полно характеризует исследуемыю систему;

- дает возможность выбора рационального построения системы;

- обозрим и удобен для вычислений.

1. оценить степень пригодности собранных экспериментальных данных;

2. определить необходимость детализации фрагментов с целью выбора уровня их представления, позволяющего описать связи между ними математическими соотношениями.

1. математическая модель. Это система соотношений, связывающих характеристики процесса функционирования объекта с его параметрами и начальными условиями. Для преобразования формализованной схемы в математическую модель необходимо использовать известные математические схемы (дифференциальные уравнения, системы массового обслуживания, сети Петри и т.д.), записать в аналитической форме, соответствующей выбранной математической схеме, все соотношения.