Лекция 21 построение моделирующих алгоритмов в виде агрегатов

План лекции.

1. Моделирование функционирования агрегата при заданных входных и управляющих сигналах.

2. Моделирование функционирования агрегата при вырабатываемых в процессе моделирования воздействиях.

В определении агрегата значительную роль играют особые моменты времени. Поэтому моделирующий алгоритм строят по возможности по методу особых состояний.

Структура моделирующего алгоритма существенно зависти от того, известны ли заранее моменты поступления и законы распределения входных и управляющих сигналов или нет. Рассмотрим далее два случая.

1. Закон поступления входных и управляющих сигналов задан. Это означает, что есть вероятностное описание последовательностей , в соответствии с которыми можно имитировать реализации . Их можно свести в таблицу, из которой выбирать по очереди в процессе моделирования, либо формировать последовательно, как это делается при моделировании СМО.

2. Входные и управляющие воздействия вырабатываются в процессе моделирования, как выходные сигналы других агрегатов.

1. Моделирование функционирования агрегата при заданных входных и управляющих воздействиях.

В cхеме алгоритма используются следующие обозначения: (О,Т) - промежуток времени, на котором моделируется работа агрегата; - моменты поступления очередных входных и управляющих сигналов; - ближайший в будущем момент поступления сигнала на агрегат; М - признак этого сигнала; (μ=0 - для управляющего сигнала, μ=1 - для входного сигнала); tо - последний особый момент времени / в начале tо=0/tвых - момент выдачи выходного сигнала; υ-признак формирования сигнала на выходе υ=0 - если сигнал сформирован, υ=1 - если необходимо сформировать входной или управляющий сигнал. Кроме того, будем использовать обозначения операторов агрегата.

Y', V", U, W, G', G", {Zy}:

ty - момент первого достижения подмножества Zy выходных сигналов. Блок-схема моделирования агрегата при заданных входных и управляющих воздействиях изображена на рис.21.1

Рис.21.1 Схема алгоритма моделирования агрегата при известных законах распределения входных и управляющих воздействий.

Работа моделирующего алгоритма осуществляется следующим образом. Группа операторов (1-6) предназначена для формирования моментов времени поступления входных и управляющих сигналов и определения момента поступления ближайшего сигнала. Группа операторов (10-16) моделирует процесс функционирования агрегата в интервале времени между последовательными моментами поступления внешнего сигнала. Поскольку на этом интервале внешние сигналы не поступают, состояние агрегата определяется оператором U. Единственным видом особых состояний на этом интервале являются состояния выдачи выходных сигналов, т.е. состояния, принадлежащие подмножествам Zy. Задача оператора (10) состоит в том, чтобы совместным моделированием состояний Z(t) и условий принадлежности к Zy определить моменты ty и выбрать среди них наименьший. Эта задача может быть решена при конкретном задании операторов U и G'. Если момент tвых оказывается внутри интервала между внешними сигналами (оператор(12)), то сигнал y должен быть выдан. Формирование выходного сигнала и расчет состояний агрегата осуществляется операторами (13-16).

Если условие оператора (12) не выполняется, то рассматривается поведение агрегата под воздействием внешнего сигнала на интервале наблюдения 0-Т. Оператором (18) определяется состояние агрегата на момент tвх "слева". Группа операторов (21,23,25) моделирует прием управляющего сигнала, а группа операторов (22,24,25) - прием входного сигнала в момент tj. Оператор (25) определяет принадлежность состояния Z(tвх+0) одному из подмножеств Zy. Если условие выполняется, то формируется выходной сигнал.

Далее управление передается оператору (1) или (3) для формирования очередного момента поступления управляющего или входного сигнала.

Из структуры моделирующего алгоритма видно, что сложность его реализации зависит от сложности реализации операторов, определяющих функционирование агрегата.