669

2

УДК 630*:51+630*:65.011.54

Дручинин, Д. Ю. Моделирование при проектировании машин и оборудования лесного комплекса Текст : методические указания для самостоятельной работы студентов по направлению подготовки 15.03.02 – Технологические машины и оборудование / Д. Ю. Дручинин; М-во образования и науки РФ, ФГБОУ ВО «ВГЛТУ». – Воронеж, 2016. – 12 с.

Печатается по решению учебно-методического совета ФГБОУ ВО «ВГЛТУ» (протокол № 3 от 22.04.2016 г.)

Рецензент заведующий кафедрой электротехники и автоматики ФГБОУ ВО Воронежский ГАУ д-р техн. наук, проф. Д.Н. Афоничев

3

ВВЕДЕНИЕ

Одной из активных и эффективных форм подготовки квалифицированного специалиста инженерно-технического профиля является самостоятельная работа студентов.

В этой связи с учетом специфики учебных дисциплин по направлению подготовки 15.03.02 предлагается вынести на самостоятельное изучение ряд вопросов, указанных в настоящих методических указаниях, и тесно связанных со смежными или базовыми учебными дисциплинами.

Для качественного и осмысленного изучения материала указанных тем следует строго соблюдать и выполнять комплекс следующих организационнометодических требований и правил:

-тщательно изучить и уяснить план темы занятий;

-выбрать из рекомендуемого списка литературы при помощи преподавателя минимум один основной и один дополнительный источник информации;

-изучить в соответствии с планом лекции конкретные вопросы, критически и творчески оценив их сущность, практичность и перспективность;

-ответить на конкретные контрольные вопросы, указанные к теме;

-сделать выводы и представить свои собственные предложения по практическому применению изученного материала.

Реализация предложенных организационно-методических форм самостоятельной работы и ее действенный контроль позволит активизировать учебный процесс и повысить качество освоения компетенций, определенных Федеральным государственным образовательным стандартом.

4

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ ИЗУЧАЕМОЙ ДИСЦИПЛИНЕ

Целью изучения дисциплины «Моделирование при проектировании машин и оборудования лесного комплекса», относящейся к вариативной части основной профессиональной образовательной программы, является изучение современных методов моделирования, приобретение практических навыков их использования в рамках математического, имитационного, чертѐжного и других видов моделирования при проектировании машин и оборудования лесного комплекса.

Для достижения поставленной цели решаются следующие задачи:

- уяснение процесса моделирования, как способа познания объектов и явлений;

-изучение различных видов моделей и роли моделирования, как современного способа абстрактного описания реальных процессов.

-ознакомление с областью применения известных математических методов системного анализа в рамках общей теории исследования рабочих процессов для моделирования на стадии проектировании машин и оборудования лесного комплекса.

Таблица 1 Объем дисциплины и виды учебной работы по дисциплине

«Моделирование при проектировании машин и оборудования лесного комплекса»

5

Окончание табл. 1

Объем дисциплины и виды учебной работы по дисциплине «Моделирование при проектировании машин и оборудования лесного комплекса» (ускоренная форма подготовки)

6

ТЕМЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ ПО ДИСЦИПЛИНЕ «Моделирование при проектировании машин и оборудования лесного

комплекса»

Тема 1. Общие положения процесса моделирования.

План.

1.Связь моделирования и оптимизации процессов с наукой.

2.Характеристика основных понятий науки и ее компонентов.

3.Структурная схема проведения научных исследований.

4.Особенности проведения исследований в лесном комплексе.

Литература: основная [1], дополнительная [1, 2, 3].

Контрольные вопросы

1.Что такое моделирование? Виды моделей.

2.В чем преимущество математического моделирования перед другими

видами?

3.Особенности большинства процессов в лесном комплексе?

4.Наука и ее классификации.

5.Особенности этапов проведения научных исследований.

6.В чем заключаются особенности исследований в лесном комплексе.

Тема 2. Моделирование как способ познания реальных процессов.

План.

1.Характеристика математических моделей.

2.Методы теории подобия при моделировании.

Литература: основная [1], дополнительная [1].

Контрольные вопросы

1.Адекватность математической модели.

2.Аналитические и статистические математические модели.

3.Оптимизационные модели.

7

4. Свойства теории подобия и его основные показатели.

Тема 3. Моделирование и оптимизация процессов.

План.

1.Основные понятия оптимизации.

2.Взаимосвязь моделирования и оптимизации.

3.Классификация критериев оптимизации, их характеристика.

4.Характеристика методов оптимизации.

Литература: основная [1].

Контрольные вопросы

1.Понятие оптимизации.

2.Какие оптимизационные задачи решаются в лесном комплексе?

3.Какие объекты и процессы в лесном комплексе оптимизируются?

4.В чем заключается общая задача математического программирования?

5.Дайте характеристику целевой функции, допущений и ограничений.

6.Какие виды критериев используют при решении задач в лесном ком-

плексе?

7.Дайте характеристику качественных критериев.

8.В каких случаях применяются количественные критерии, и чем они отличаются от качественных?

9.Перечислить и кратко охарактеризовать методы оптимизации.

Тема 4. Линейное программирование.

План.

1.Решение задач линейного программирования с использованием графоаналитического способа.

2.Решение задач линейного программирования градиентным методом.

3.Решение задач линейного программирования методом дихотомии.

4.Решение задач линейного программирования методом золотого сече-

ния.

5.Решение задач линейного программирования методом покоординатного спуска.

8

6.Решение задач линейного программирования методом крутого восхож-

дения.

7.Решение задач линейного программирования последовательным сим- плекс-методом.

8.Решение задач линейного программирования на ЭВМ методом сканирования.

9.Решение задач линейного программирования на ЭВМ методом поиска глобального экстремума функций – методом стохастических автоматов.

10.Метод дискретного программирования.

Литература: основная [1], дополнительная [1].

Контрольные вопросы

1.Принципы линейного программирования.

2.Охарактеризовать графо-аналитический метод линейного программи-

рования.

3.Объяснить преимущества градиентного метода перед методом пассивного эксперимента.

4.Метод диохимии и его особенности.

5.В чем эффективность метода золотого сечения?

6.Особенности применения метода покоординатного спуска и крутого восхождения.

7.Характеристика последовательного симплекс-метода.

8.Особенности метода сканирования.

9.Охарактеризовать метод поиска глобального экстремума функции с помощью стохастических автоматов.

10.В каких случаях применяется дискретное программирование?

Тема 5. Характеристика случайных процессов и основные статистические показатели.

План.

1.Применение теории вероятностей и вариационной статистики при оценке случайных событий.

2.Распределение случайной величины.

9

3. Вариационные ряды.

Литература: основная [1].

Контрольные вопросы

1.События, описываемые с помощью теории вероятностей.

2.Методы вариационной статистики.

3.Определение вероятности события. Как оно определяется?

4.Что такое случайная величина? Как она связана с теорией вероятно-

стей?

5.Законы распределения случайных величин.

6.Характеристика биноминального распределения вероятных численно-

стей.

7.Пуассоновское распределение событий.

8.Понятия «эксцесс» и «ассиметрия кривой распределения».

9.Порядок составления вариационных рядов.

Тема 6. Основы имитационного моделирования.

План.

1.Общая теория имитационного моделирования.

2.Принципы функционирования имитационных моделей.

3.Основные понятия, используемые при имитационном моделировании.

4.Основы построения имитационных моделей.

5.Наглядность при построении модели и оценке результатов моделирова-

ния.

Литература: основная [1, 2].

Контрольные вопросы.

1.Что такое имитационная модель?

2.В чем отличие имитационных моделей от аналитических?

3.Что такое система и ее состав?

4.В чем отличие структуры от организации и системы?

5.Каковы составные элементы элементарной модели сложной системы?

10

6.Как определяется качество управления системой? Что такое самоорганизующиеся системы?

7.Каков порядок построения имитационных моделей?

Тема 7. Универсальные имитационные модели.

План.

1.Построение и реализация универсальных имитационных моделей.

2.Последовательность построения и реализации имитационной модели.

3.Содержательное описание и структуризация объекта моделирования.

Литература: основная [2].

Контрольные вопросы.

1.Что такое универсальная имитационная модель?

2.В чем сходство и различие имитационных подходов?

3.Определить понятия «разнообразие», «необходимое разнообразие», «черный ящик».

4.В чем суть нового имитационного подхода?

5.Какие основные типы элементарных блоков используются при новом имитационном подходе?