СОДЕРЖАНИЕ

Введение……………………………………………………………………………………………

1.Описание объекта моделирования…………………………………………………………......

2. Разработка  имитационной модели изменения пространственно-временного состояния объекта в трехмерном пространстве относительно неподвижной системы координат.………………………………………………………………………………………….

3.Построение концептуальной модели изменения пространственно-временного состояния объекта в трехмерном пространстве. Алгоритмизация. Формализация…………………………………………………………………………………….

4. I уровень декомпозиции.

4.1.Разработка модели  изменения состояния объекта в фазовом и гильбертовом пространствах……………………………………………………………………………

4.2. Прогнозирование функции отклика объекта на изменение его геометрических свойств…………………………………………….....................................................

4.3.Оценка математической модели пространственно-временного состояния объекта……………………………………………………………………………………

5. II уровень декомпозиции

5.1.Определение пространственно-геометрических характеристик объекта. Построение математической модели пространственно-временного состояния объекта…………………………………………………………………………………….

5.2. Прогнозирование функции отклика объекта на изменение его геометрических свойств ……………………………………………………………………………………

5.3.Статистический метод оценки изменения пространственно-временного состояния объекта……………………………………………………………………....

Заключение……………………………………………………………………………………….

Литература………………………………………………………………………………………..

Приложение А…………………………………………………………………………………….

ВВЕДЕНИЕ

В данной курсовой работе на примере промышленного сооружения мы спрогнозировали поведение объекта в пространстве с течением времени и оценили это изменение.

Данная тема является актуальной в настоящее время, потому что не уделяется значительного внимания возведенным зданиям и сооружениям, они находятся под контролем всего лишь в течение года после сдачи в эксплуатацию. Но за этот промежуток времени анализ состояния здания или сооружения не может показать в достаточной мере как будет «вести» себя тот или иной объект строительства в дальнейшем, т.е. в последующее время, не произойдет ли нежелательных переломных моментов.

Со временем на объект начинают действовать внешние факторы, такие как климатические условия. Что влечет за собой изменения состояния объекта с течением времени, т.е. может изменяться форма объекта, его местоположение, произойдет хоть и незначительное, но движение, которое может повлечь за собой серьезные последствия, такие как трещины в зданиях, фундаментах, разлом перекрытий, просадки, осадки и деформации.

В большинстве же случаев исследование состояния объекта и его прогнозирование необходимо тогда, когда сооружению угрожает авария, когда функция осадок или деформаций нарушает свою монотонность. Перед геодезистами ставится задача ответить на вопрос, что произойдет с сооружением в случае усиления какого-либо фактора. Специалист должен ответить на этот вопрос экспериментируя на модели, задавая на вход системы различные условия и анализируя реакцию модели на них.

Мы заменили наш промышленный объект моделью. Это позволило:

1. Изучать недоступные для эксперимента объекты.

2. Исследовать реальный объект в гипотетических условиях.

3. Выполнять имитацию на модели в широком диапазоне изменения параметров объекта внешней среды, таким образом, получая дополнительную информацию об объекте в условиях неопределенности.

Главной целью работы будет являться выполнение анализа изменения состояния пространственно-временного состояния объекта (ПВС) представленного системой материальных точек в пространстве и времени, и его составных частей по геодезическим данным.

С помощью модели объекта можно будет осуществлять обработку данных об объекте, анализировать его текущее состояние, развитие и давать прогноз о состоянии системы в будущем моменте времени.

Модель даст возможность отображать изменение состояний всего объекта в целом, как единую систему геодезических точек, и, следовательно, учитывает изменение отметок (или других свойств объекта) суммарно, что позволяет определить критические моменты, когда сумма допустимых значений смещений в разных частях объекта может значительно повлиять на безопасность эксплуатации этого объекта.

Для достижения поставленной цели в работе необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать имитационную модель изменения ПВС объекта в трехмерном пространстве относительно неподвижной системы координат;

2. Построить концептуальную модель изменения ПВС объекта в трехмерном пространстве;

3. Разработать модель изменения состояния объекта в фазовом и гильбертовом пространствах;

4. Выполнить оценку математической модели ПВС объекта;

5. Выполнить прогнозирование функции отклика объекта как реакцию на изменение его геометрических свойств;

6. Выполнить статистический метод оценки изменения ПВС объекта;

7. Выполнить оценку и анализ результатов моделирования ПВС объекта.

Учитывая конструктивные особенности рассматриваемого сооружения нужно при исследовании объекта применить системный анализ, применяя известные виды структур системы, т.е. рассмотреть не только эволюцию состояний всего объекта, но и эволюцию частей или блоков сооружения.

1. Описание объекта моделирования.

Для анализа объекта моделирования необходимо произвести его описание. Описание объектов моделирования не однозначно и связано с его сложностью и множественностью целей моделирования, а также с технологией самого моделирования, которая предполагает описание объектов с разной степенью подробности и детальности. Необходимо давать наиболее простое из возможных описаний.

В зависимости от сложности объекта при его описании используют несколько уровней абстракции:

• Метауровень моделирования – осуществляется абстрагирование от физических свойств объекта, и получают информационную модель объекта, в которой устанавливается зависимость функциональных свойств и структуры объекта от качества и количества внешней и внутренней информации.

• Макроуровень моделирования – выявляются наиболее общие связи интегрально рассматриваемого объекта, которые служат средством непротиворечивого объединения частных моделей, разрабатываемых на микроуровне. Основные задачи моделирования на макроуровне – это определения целей моделирования, описание факторов, действующих на объект и подлежащих обязательному учету, выбор критериев эффективности.

• Микроуровень моделирования – разработка моделей элементов системы, выявление функций каждого элемента. Микроуровень характеризуется не величиной моделируемого объекта или отдельного элемента, а глубиной, подробностью, системностью знаний об объекте и их использовании при моделировании.

Трем абстрактным уровням соответствуют три аспекта описания объекта моделирования.

Метауровню моделирования соответствует информационное описа­ние объекта, представляющее объект как некоторый преобразователь информации при его информационном взаимодействии с внешней средой.

Макроуровню моделирования соответствует функционально-структурное описание объекта. Функциональное описание характеризует назначение объекта, его связи с внешней средой, возможные состояния. Структурное описание определяет строение объекта. Детальность описания определяется назначением модели и целями моделирования. В результате структурного описания объекта выясняется совокупность элементов, составляющих объект, и связи между ними.

Микроуровню моделирования соответствует описание физического состояния и функций для каждого элемента, составляющего его связей со смежными элементами.

Выбор того или иного уровня описания зависит от модели и целей моделирования. Выделение нескольких уровней позволяет параллельно вести построение моделей на разных уровнях. При последовательном переходе от одного уровня описания к другому углубляется знание объекта моделирования, совершенствуется качество моделирования и надежнее выявляются существенные и несущественные свойства объекта.

Посредством приведенной выше теории описания объектов моделирования проведем описание объекта, моделируемого в данной курсовой работе.

Описание объекта на метауровне.

Для исследования объекта создается модель-аналог, т.е. реальный объект заменяется системой марок. Для каждой марки известны отметки H на определенные моменты времени.

Система обработки преобразует исходную информацию (отметки марок) с учетом внешних воздействий и предоставляет выходные данные в виде графиков, отображающих поступательное и вращательное движения системы марок.