ИМИТАЦИОННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ 3 курс (56 часов, в том числе
Лекции – 28 часов,
Лабы – 28 часов)
Литература:
Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. Учебник для вузов (М. ВШ, 2001 - 343с)
Дьяконов В.П. MatLab 6.5 / Simulink 5/6 Основы применения (М, СОЛОН-Пресс, 2005 - 800с)
Черных И.В. Simulink. Инструмент моделирования динамических систем.
Часть 1. Моделирование систем Лекция №1.
Глава 1. Понятие моделирования.
Модель – это объект-заместитель оригинала, обеспечивающий некоторые его свойства.
Таким образом, моделирование - это замещение одного объекта другим с целью получения информации о важнейших свойствах оригинала. Адекватность модели реальному объекту зависит от цели моделирования и принятых критериев. Адекватность проверяется экспериментально. Практика является критерием истинности объекта. Процесс моделирования предполагает наличие объекта, исследователя, модели, созданной исследователем. Исследователь ставит эксперименты с моделями.
Моделирование – это основной метод исследований во всех областях знаний и научно обоснованный метод оценок характеристик сложных систем, используемый для принятия решений в различных сферах деятельности.
1.1. Моделирование сложных систем
. При проектировании сложных систем и их подсистем возникают задачи, требующие оценки количественных и качественных закономерностей процессов функционирования таких систем, проведения структурного алгоритмического и параметрического их синтеза.
Особенности разработки систем.
Очень часто нет возможности экспериментировать над большими системами, поэтому необходима методика их моделирования, которая позволила бы представить процессы функционирования систем, описание протекания этих процессов с помощью математических моделей, и позволила бы оценивать характеристики исследуемых объектов по результатам экспериментов с моделями.
При моделировании для сложных систем необходимо учитывать следующие особенности:
– сложность структуры и стохастичность связей между элементами,
– неоднозначность алгоритмов поведения при различных условиях,
– большое количество параметров и переменных,
– неполноту и недетерминированность исходной информации,
– разнообразие и вероятностный характер воздействий внешней среды и т. д.
Независимо от разбиения конкретной сложной системы на подсистемы при проектировании каждой из них необходимо выполнить внешнее проектирование (макропроектирование) и внутреннее проектирование (микропроектирование).
Так как на этих стадиях разработчик преследует различные цели, то и используемые при этом методы и средства моделирования могут существенно отличаться.
1. На стадии макропроектирования должна быть разработана обобщенная модель процесса функционирования сложной системы, позволяющая разработчику получить ответы на вопросы об эффективности различных стратегий управления объектом при его взаимодействии с внешней средой. Стадию внешнего проектирования
можно разбить на анализ и синтез.
1.1. При анализе изучают объект управления, строят модель воздействий внешней среды, определяют критерии оценки эффективности, имеющиеся ресурсы, необходимые ограничения. Конечная цель стадии анализа — построение модели объекта управления для оценки его характеристик.
1.2. При синтезе на этапе внешнего проектирования решаются задачи выбора стратегии управления на основе модели объекта моделирования, т. е. сложной системы.
2. На стадии микропроектирования разрабатывают модели с целью создания эффективных подсистем. Причем используемые методы и средства моделирования зависят от того, какие конкретно обеспечивающие подсистемы разрабатываются: информационные, математические, технические, программные и т. д.
При прогнозировании развития сложных систем роль моделирования очень высока, так как это единственная возможность ответить на многочисленные вопросы о путях дальнейшего эффективного развития системы и выбора из них наиболее оптимального.