2.9 Анализ результатов моделирования

Данный этап завершает технологическую цепочку этапов создания и использования математических моделей. Получив результаты моделирования, исследователь приступает к интерпретации результатов. Здесь возможны следующие циклы имитации. В первом цикле имитационного эксперимента в ММ заранее предусмотрен выбор вариантов исследуемой системы путем задания начальных условий имитации для машинной программы модели. Во втором цикле имитационного эксперимента модель модифицируется на языке моделирования, и поэтому требуются повторная трансляция и редактирование программы.

Результатом этапа интерпретации результатов моделирования являются рекомендации по проектированию системы или ее модификации. Имея в своем распоряжении рекомендации, исследователи приступают к принятию проектных решений. В конечном итоге после выполнения всех перечисленных выше итерационных этапов исследователь либо окажется удовлетворенным результатом моделирования и будет их учитывать при проектировании сложной системы, либо забракует проектируемую систему и сформирует техническое задание на разработку новой архитектуры системы.

3. Особенности процессов омд как объектов управления

3.1 Особенности процессов омд как объектов управления

Реальные технологические процессы ОМД характеризуются многофакторностью, наличием не поддающихся контролю воздействий, сложными зависимостями между технологическими параметрами процесса и, как следствием, отсутствием достаточной априорной информации о его закономерностях, большими помехами и значительным запаздыванием по каналам управления и измерения, не стационарностью, противоречивостью требований, предъявляемых к качеству изделий и производительности процесса. Для процессов ОМД характерен выпуск больших партий однородной продукции при высокой стоимости каждого агрегата и каждого изделия.

Отвлекаясь от конкретной физической сущности процесса, мы можем представить его как некую систему взаимодействующих элементов (технологических операций и оборудования), рассматриваемых как единое целое. Вектор входных параметров (переменных) системы обозначим через где t - независимая скалярная величина, в качестве которой может выступать время или какая-либо другая монотонно изменяющаяся переменная, например, положение пресс-штемпеля в процессе прессования и т.д. Компоненты вектора делят на наблюдаемые параметры (переменные) (т.е. доступные измерению) и ненаблюдаемые - где l+k=n. Наблюдаемые переменные делятся на управляющие (т.е. целенаправленно изменяемые по ходу процесса) и не управляющие где р + s=k. Вектор выходных параметров (переменных) обозначим через ( может входить в качестве набора компонент в вектор наблюдаемых переменных , при этом k=m+p+s. Компоненты входных и выходных переменных могут оказаться распределенными величинами, т.е. зависеть не только от параметра t, но и от положения в пространстве.

К входным переменным могут быть отнесены следующие факторы:

а) скоростные и температурные режимы прокатки, волочения или прессования, ритм штамповки (длительность работы штампа и пауз для его охлаждения или подогрева), где распределение деформаций по проходам или между операциями при прокатке и ковке (штамповке) – управляющие воздействия;

б) начальные температуры нагрева и геометрия заготовок и инструмента, где физико-механические свойства заготовок – наблюдаемые неуправляющие переменные (их нельзя изменить в начавшемся процессе деформирования);

в) условия на границе контакта заготовка – инструмент (например, силы трения или температурные граничные условия) – ненаблюдаемые переменные. Необходимо заметить, что деление на наблюдаемые и ненаблюдаемые переменные условно.

Рисунок 2 – Блок-схема технологического процесса

Наличие управляющих входных воздействий позволяет рассматривать данную систему как объект управления (ОУ). На рисунке 2 схематически отражена такая система, в качестве которой выступает процесс ОМД. Представление технологического процесса в качестве абстрактного объекта управления с абстрактными векторами входных и выходных переменных позволит нам в дальнейшем разработать систему управления процессом ОМД.

Охарактеризуем процессы ОМД, рассматриваемые как ОУ, в зависимости от особенностей входных и выходных параметров.

По отношению к распределению во времени управляющих воздействий процессы ОМД могут быть разделены на дискретные и непрерывные. К первым относятся, например, процессы ковки, в которых, работа молота занимает лишь часть рабочего времени необходимого для производства единицы продукции, ко вторым — процессы прокатки и прессования.

Учитывая отмеченную многофакторность, процессы ОМД следует отнести к многомерным (п > 1, т> 1).

Функционирование ОУ можно представить аналитически:

,

где ­- некоторый функционал, ставящий в соответствие любому моменту (параметру) t и вектору входных переменных x0(τ), заданном на всём промежутке или в некоторых его точках, вектор выходных параметров .

Характеризуя процессы ОМД с точки зрения вида функционала следует отметить, что они относятся к наиболее сложным ОУ. Первая особенность процессов – инерционность, наличие "памяти", отмечена выше при записи как функционала. Действительно, практически любой выходной параметр, такой, например, как напряжение, степень деформации или температура в контрольной точке изделия или инструмента, определяется не мгновенным значением управляющего воздействия, а некоторой (или всей) предысторией деформирования. Вторая особенность, также отмеченная при записи функционала – не стационарность процессов (хотя бы на одной стадии обработки), проявляющаяся в изменении выходных параметров процесса во времени в связи с изменением, например самой структуры по ходу процесса.

Третья особенность состоит в динамичности (нестатичности) процессов ОМД, заключающейся в зависимости выходных параметров от своих значений в предыдущие моменты .

Наконец, четвертая особенность – нелинейность. Наличие этого свойства означает, что выходное воздействие, соответствующее линейной комбинации входных воздействий, не равно линейной комбинации выходных воздействий:

,

где – компонента вектора ;

λ, μ – некоторые числа.

По ходу процесса входные параметры (включая, управляющие) могут непредсказуемо изменяться в некоторых пределах, причем часть их них ненаблюдаемая. Это приводит к известной неопределенности в изменениях выходных параметров, которая может быть описана статически. Таким образом, процессы ОМД. как и любые сложные производственные процессы, должны быть отнесены к ОУ с неполной априорной информацией, что отражается на выборе способов управления этими процессами.