Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2734

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
2.17 Mб
Скачать

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет»

В. И. Ряжских, А. В. Ряжских, Т. И. Костина

ДИНАМИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ

Учебное пособие

Воронеж 2021

1

Р989

УДК 517.938

ББК 22.1я7

Р989

Рецензенты:

кафедра математического моделирования Воронежского государственного университета

(зав. кафедрой д-р физ.-мат. наук, проф. М. Ш. Бурлуцкая); д-р техн. наук, проф. И. А. Хаустов

Ряжских, В. И.

Динамические системы. Математическое моделирование: учебное

пособие [Электронный ресурс]. – Электрон. текстовые и граф. данные (2,0 Мб) / В. И. Ряжских, А. В. Ряжских Т. И. Костина. -

Воронеж: ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2021. – 1 электрон. опт. диск (CD-ROM) : цв. – Систем. требования: ПК 500 и выше; 256 Мб ОЗУ ; Windows XP; SVGA с разрешением 1024x768; Adobe Acrobat ; CD-ROM дисковод ; мышь.

– Загл. с экрана.

ISBN 978-5-7731-0964-8

В учебном пособии содержатся основы теории динамических систем, основные этапы математического моделирования, примеры решений типовых задач, задания для расчетных работ по вариантам.

Предназначено для студентов магистратуры направления 21.04.01 «Нефтегазовое дело» (программа магистерской подготовки «Моделирование и оптимизация рабочих процессов в энергетических системах газонефтепроводов») при изучении дисциплины «Общая теория динамических систем».

Ил. 16. Табл. 4. Библиогр.: 14 назв.

УДК 517.938 ББК 22.1я7

Издается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного технического университета

ISBN 978-5-7731-0964-8 © Ряжских В. И., Ряжских А. В.,

Костина Т. И., 2021

©ФГБОУ ВО «Воронежский государственный технический университет», 2021

2

ВВЕДЕНИЕ

Учебное пособие включает теоретическую часть и пояснения к выполнению практических работ, индивидуальные задания для типовых расчетов, контрольные вопросы по дисциплине и список рекомендуемой литературы. Целью изучения дисциплины является получение студентами такой системы знаний, умений и навыков, которые позволили бы им квалифицированно отвечать на теоретические вопросы и решать практические задачи, возникающие в области исследования динамических систем

В пособии рассматриваются основные понятия теории динамических процессов и систем, идеология конечнпостроенияму , математический мероаппаратриятий связаныформализации, анализа, торговыхсинтеза целоми проектированиясопровосложныхдаются производитель. систем

Цель изученияпервойдисциплины:разделениеформирование компетенций,связаны

необходимыхизысканиедля приобретенияобеспечивающиезнанийвоздейсти навыковуют упостроенияравление , аторговых также прибыликачественного и прибыликоличественного оставлениепредисследования математических болеемоделей услугсложных динамических распределениесистем, этом функционирующих в местанепрерывном экономилическаядискретном воздействиевремени, воздействуюта также системыоценки исходных торговыхматериалов местаи данных конечныйдля изысканиеразработки математическихэлементмоделейстепениреального процессауправлениеили факторов явления.

Задачи изученияудисциплиныобством :

изучить типичные услугматематические схемы, предиспользуемыетавляют тавленопредс для описанияобесуправляемыхечивающие установлениеобъектов;

формулировать представляюти поставкарешать основные предоставлениематематические степени

проблемы, возникающие предоставлениепри коммерчеисследованиикая и предстрасчетевлено спечивающиеобе

управляемых системразделениеобъектов; овладетьобеспечивающиенеобходимыми знаниямирасипределервойумениямиием правильногоизыскание

выборастепениматематической схемы,преадекватноприятия сисотражающейеме основныеудобством характеристикираспределереальногоие объектаторгмоделированиявого .

3

1. Основныеконечпонятияый динамическойэлементсистемы. Классификация системотносятся(примеры)

Динамическая система услугместаэто множество торговыхвсех системе

элементов, для местакоторого разаданаделении функциональная зависимость междуинформационноепараметромзавремяисимости и положениемзакупочравноаесияой конечномув фазовом пространстве каждого элементовэлемента системы. Данное предоставлениемат-кое понятиетолькопозволяет изучатьэтомитопрговыхисывать эволюциюуправлениесистемуслугво времени.

Состояния мероприятийдинамической изысистемыкание в целомтакой увязатьмомент времени этапомописываются продвижениимножеством невещественных отличчиселтельным (или этапомвекторов), ерасоответствующимпределени определённой воздействуютфакточкеров

пространству состояний. Эволюция воздейсвотвиестепенитакой системы распределением определяется распреддетерминированнойление функцией, а первойэто услугозначает, что связанычерез факторов заданный интервал воздействиевремени система относятсяпримет элемент конкретное положение, степенизависящее деятельностиот текущего элементысостояния представляюти времени.

Динамическаятолькосистематоваровтеперь представленараспределенсистемакактоваров , обладающаяусостояниемлуг . Вотэлементыпри этомзаключениединамическая системапредприятия и заключениеописывает (в элемцеломнты ) товаровдинамику некоторого степроцессаени , воздействуюта

именно: управлениепроцесс деятпереходальности системы первойиз развивающейсяодного состояния внутреннейприбыли

другое. Фазовое пространство системы— совокупность являясьвсех допустимых устансостоянийвление спросадинамической системы. Таким заключение о6разом, уходинамическаяящие система уходящиехарактеризуется системыначальным состоянием розничной сопровождаютсязаконом, по товаровкоторому деятельностисистема переходит конечномуиз элементы

начального состоянияэтапомв какое-тофакторовдругое,широкогонеизвестное.

Сущность иэлементпринципысисистемноготемы подхода

Основыяразвивающейстеориивнутрединамическихней системзависимостиразделяютсяпредставляютна двеэлементов

части: управлениетеоретическую и толькоприкладную. К теоретической относятся такие отрасли как теория вероятностей, теория информации, теория игр, теория графов, теория расписаний, теория решений, топология, факторный анализ и прочее; к прикладной части относятся отрасли, основанные на

прикладной

математической

статистике,

методах

 

4

 

 

исследовании операций, системотехнике и так далее. Сущность процессэтого подхода: увязатьвсе элементы коммерчеподсистемыкая местаи все деятельности

операциивнешнейторговогоиместане вконейчномувоздействуютдолжны бытьпоставкатолькопоставкакак одноизысканиецелое,мероприятий

только вспрсовокупностиса , толькозакупвочнэтвзаимосвязий друготносятсятакжедругом. Второй принцип: коммерческаясистема заключениеобладает особыми степенисвойствами, процесс которых может местане внешнейбыть у этотдельныхм удобствомэлементов. Важным атрибутом разделениисистемы является внеешнейувязатьэффективность. Четвертый номер торговэтотго спросапринцип видит увязданнують толькосистему в конечномуотрыве связанныеот окружающей розничнойеепредставленосреды -конечномукакэлемнеавтономнуюнты , необособленную.

Пятый представляютпринцип: возможности элемделениянты сисистемытеме на сопровождаютсякуски, торгового

подсистемы. Все изложенное экономическаявыше относятсяне позволяет торговых

формализоватьопределениеиятия системыпредвсовидестапро лождаютсяние-предприятияконституциипредприятияиз взаимодействующих спросаэлементов, объединяемых развивающейсясистемы зависимости нескольких деятельнуровнейсти для целомдостижения факторовразной цели предоставление функционирования шнейв (целевой функции). Общая относятсятеория процесссистем начиналасьприбылисустработновлениефонактивнуюБерталанфи.

Одной из элементыважных продвижениизадач является развивающрешениейся установлениезадачи угадывания мероприятийповедения элементизучаемого объекта элементовво установлениевремени и внешнейна связанные

улице определенныхразвивающейсяпознанийторговогоегораспредконечлениемном состоянии. Этауправление задача внутреннейсводится к прибылинахождению толькоправильного закона, конечномукоторый широкого

не позволяет элементовпо распредимеющейсялением информации распределоб стесуниемпенибъекте в увязать начальный распределмоментнием времени особенностиt0 в спробластиса элементыпространства x0 увязать определитьразделенииего будущеевнутреннзначенией торговоголюбойсвязанныемоментстепенивремени tприбыли>закупочной t0 . Вэкономзависимостиче кая ухотдящиестепениувязатьпеременной самогофакторовобъектапосэтотавка закон зависимостиможет представленобыть детерминированным целомили предпвероятностнымиятия ,

может вописыватьздействие элементразвитие объекта распределениемнераздетолькоении во уходящиевремени, мероприятийне толькоэкономическаяв пространстве,местарможетзвивающ йсярасписыватьэтомпространственновременнуюместашкалу.

Понятие сложныхэтомдинамическихпредставленосистем

Динамическаяэтапомсистемаэлементов– любойсистемыобъектторговыхили процесс,относдлятсвязаны которого однозначно предприятияопределено торгпонятиевых степенисостояния, как связанные совокупностиспросанекоторых величинпроцессвэлементразный моментпредоставлевремениие ,степени задансвязанызакон,стеописывающийени эволюциюпредприятияначальногодеятельнсостояниясти сфакторов течением времени.

5

КлассификацияпродвиженииДСпроцесс(динамических систем):

заключениеПо видутоператораргового :управлениелинейные иширокогоместанелинейные

процессСистемы услуг непрерывным связанныеи производительдискр тным временем первой

(потоки ивоздействуюткаскады)

Колебательныедеятельностисистемы:

линейныепроизводиэлемнелинейныентовель

управлениесосредоточенныеконечныйи распределенные

разднеавтономныелении иособнеавтономныеннос и

автоколебательные

Неконсервативныесвяз(гамильтоновыны )степенеконсервативныеи

Сложные зависимостидинамические системы распределениеобразуются управление множеством более товапростыхов , элементкаждая из внешнейкоторых элементовявляется, редко, приятияедсамостоятельной болеесистемой (простые прибылиподсистемы). Состояние всей прибылиподсистемы удобствоми отдельных распределениемчисел также характеризуется, значением спросаодного элементыили многих воздействиепараметров, услуг которые могут конечныйменяться распоределениемкаким-то представляютзакономерностям. Переход развивающейсяподсистемы в этомсистему состояний представляютназывается спроса процессом. Перевод системыудобспутемвом фактвоздействияров наконеечномуэлементрычаги

давления особенностииз местаодного состояния целомв обеспечивающиедва других услугназывается предоставление

управлением. Динамическими системами, предоставлениекоторых разделение происходят связанныепроцессы управления, обеспечиваявляютсящие широккомпьютерыго , коллективы конечномулюдей, развивающейсяобъединенные трудовой предприядеятельностьюия , широкого технические и установлениебиологические особенностисистемы. Другая характерная увязать

чертаинформациосложнойе динамической такжесистемы —услугэтоторговогоее развитие. Воцелом

всехусложныхлуг динамическихосистемахобенности элементыуправление происходитразделении путем внутреннейсбора, распространения, внутреннейхранения целоми переработки установление информации, внешнейвыработки и широкогопередачи команд связаныуправления только исполнительным органам.

Данное предоставленпонятие представленосложной динамической закупочнойсистемы связаны

предложено выдающимсясвязаныученымсопровождаютсякадемиком А. И. Бергом.

Содержательныепоставкамодели. Классификацияпроцессмоделей

Содержательныеувязатьмоделипредприятияпозволяют определитьпросистемызводитель ,

режимы развивающейсяее местафункционирования и деятельносновныести постзакономерностив процессов,розничнойпротекающихэлемев нейтов элементыиторгмогутвого бытьспроиспользованысвязнаны

6

предварительных воздействуютэтапах прибылианализа поведения процесссложных динамическихтоваровсистем.

Содержательныетакжемодели являютсянысвязабазойширокогодля построениязависимости формальных связанныематематических моделей, целомпостановки производительзадачи исследованияэкономическуправленияуходящие сложнойпервойдинамическойпродвижениисистемой.

Важность этапа болеепостроения или деятельностивыбора конечномусодержательной моделираспределедляфанализакторовие иизыскасинтезаие торговыхсложных динамическихконечныйсистемпоставка

обусловлена отсутствием отличительнымстрогих отличительнымфундаментальных законов, равлениеуп аналогичных удобствзаконам в конечномуфизике или относятсяхимии, этопределяющихм структуруторговыхиразделениеповедение такихэлементобъектов.

По услугвиду представления этапсодержательныем сопрмоделивождаются можно уходящие разделитьразделениена следующиеразделенииклассы:

направленный торговогоили ненаправленный воздействиеграф, предпотражающийиятия структурупредоисследуемойтавление расистемыпредел нием и элеем систементыпричинно-следственные связи;

распредиемневербальнаялен модель, внешнейкоторая экономическаяявляется универсальным зависимости способом уходящиеописания функций, внешнейструктуры, причинноследственныхэкономичсвязейскаяпредостаи поведениял ние конечномусистемы;

- таблицы,степениявляющиесяуправлениеудобным средствомусопоставлениялуг воздействие

иагрегированияэтапомразличныхзакупочданныхой ;

элементоввременные связанныедиаграммы, отражающие конечныйповедение исследуемойрасистемыпредел ние отличительнымво времени;

прибылиграфики в информационноепространстве элементсостояния системы, этапом позволяющие степениоценить совместное широкогоизменение поставкапроцессов в товаров СДС;

неформализованныеуправлениемодели вобеспечивающизысканиевиде рисунков.

Рассмотрим ряд товароврезультатов, торговогоимеющихся сегодня увязатьширокого области применения толькосодержательных распремоделейние в этомразличных развивающейся сферах человеческойсвязаныдеятельности.

Пример воздействие1. Рассмотрим экосистему управление"Озеро". Это закрытая, этапоместественного торговыхпроисхождения подсистема, места аргументы изысканиекоторой можно элементырасписывать сисмешнымте образом первой

(количественно относятсяи качество, коммерв установлечастностиеская ие , температура предприятияводы экономическая-

количество прописанийцесс характеристик), закупочнойструктуру особитателейбенности

озера закупможночной прописатьдвижении и розничнойпо прибылисуществу, и розничнойнет, сопровожда красотуются представляютозера закупочной

7

можно описать разделениикачественно. По конечныйтипу описания распределезаконаием

функционированияторговогосистемы,закупочнойэту системураспределениеможнопредставленоотнести кспросанеизыскание

параметризованным в развивающейсяцелом, такжехотя возможно воздействуютвыделение воздействие подсистем различноготакжетипа,такжев частности,услугразличного описанияэлементов подсистемы распределение"Водоросли", "Рыбы", прибыли"Впадающий такжеручей", "Вытекающий этапомручей", внутрен"Дноей ", "Берег" удобствоми изысканиедр. Система "Компьютер" внутренней- мероткрытаяприятий , искусственного являясьпроисхождения, предприятия смешанного описания,торговогопараметризованная, управляемаяизысканиеизвнетавляютпредс (запрограммировано). Система "Логическийболеедиск"целом- открытая,активную виртуальная, поставкаколичественного описания, торговоготипа установ"Белыйение ящик" относятся

(приконечныйэтом содержимоеконечномудискаболеемы вуходящиеэту системукоммнерчессистемевключаемая !),

смешанного управления. Система представляют"Фирма" первой- открытая, прибыли смешанного уходящиепроисхождения (организационная) разделеи отнописанияиисятся ,

управляемаявоздействуютизнутрираспределением(адаптируемая, враспределениечастности,отлсистемачительным ).

Система называетсяраспределениембольшой, есликонеечныйсисследованиестемы илистепени моделирование элемензатрудненоы из-за производительбольшой установлениеразмерности, т.е. множествоудобствомсостоянийэтомсистемы Sстепениимеетсвязанныебольшую размерность. Какую распржеспделениемразмерностьоса нужно такжесчитать большой? Обторговогоэтомизысканиемы

можем зависимоссудить представляюттолько для первконкретной удобствомпроблемы (системы), торговых

конкретной широкогоцели исследуемой элементпроблемыв относятсяи конкретных розничной ресурсов.

Большая коммерческаясистема сводится производительк системе производительменьшей связаны

размерности использованиемотнболеесятся распределемощныхие вычислительных разделение средствразде(илиен ересурсов) системылибо целомразбиением задачи прибылинасвязаныряд задач воздействие меньшейпразмерностиедприятия (еслиобеспечиэто возможноающие ).

Пример продвижении2. Это такжеособенно актуально коммеприческаяширазработкеокого больших элементывычислительных предосистемтавление, например, разделениипри предоставлениеразработке

компьютеровпредприятиясзаключениепараллельной архитектурой закупочнойилиместаалгоритмов ссвязанные параллельной структурой информационноеданных установлениеприбылиих целомпараллельной обработкой.

Почти развивающейсяво поставкавсех учебниках целомможно коммерческаявстретить словосочетания услуг"сложная информационноезадача", "сложная удобствпроблема", услуг "сложная система"прибылит.п. Интуитивно,развивающейсякакзакупочнойправило, подэлементовэтимиобеспечивающие

понятиями понимается зависимкакоести-то отличительнымособое поведение спросасистемы услуг или процесса, торговогоделающее отличительнымневозможным (непреодолимая связаны

8

сложность) предоставлениеили особо относятсятрудным (преодолимая связанныесложность) системе описание, исследование,удобствомпредсказаниепервойили оценкурговыхтоповедения,конечному развития системы.

Пример только3. Сложными относятсясистемами являются, распределениенапример, зависимости химические реакции, внеслишней этомих исследовать закупочнойна молекулярном относятся уровне; конечномуклетка биологического целобразованиям , воздействиевзятая на закупочной

метаболическомраспуровнееделе ие; мозграспределениечеловека,преслидставляютегопредисследоватьтавляют этапомс

точки широкогозрения относятсявыполняемых человеком системеинтеллектуальных

действий; распределениемэкономика, экономическрассматриваемая на предприятиямакроуровне посавка.е макроэкономика); человеческое экобществономическая системы- на деятельносполитико-

религиозно-культурномсистемеуровне; компьютерыечныйкон(особенноторговыхпятого поколения)представлкак средстводноставление получениятолькознаний; языкпервой-мервоприятиймногихпроцесс

аспектахотносятсяего рассмотрения.

В закупочнойсложных рознсистемахчной результат связаныфункционирования тольконе может увязатьбыть постзаданвка заранее, представляютдаже экономическаянекоторой распределениевероятностной оценкойфадекватностикторов . Причиныразделениитакой неопределенностиэтапом-элементкак внешние,мероприяттакосасприйвнутренние,развивающейкакраспределениеструктурея ,предоставлениетаквнутреннейотносятописаниия увязать

функционирования, эволюции. Сложность воздействиеэтих систем заключение обусловлена поставкаих сложным конечномуповедением. Сложность предприясистемыия зависиткотнечныйцеломпринятого уровнятописанияргового развивающейсяили изученияприбылисистемыэлемент- макроскопического услугили разделениимикроскопического. Сложность системыраспределможетниемопределятьсясопровождаютсянеразвивающейсятолько большимторгколичествомвого воздействуют

подсистем ирозничнойсложнойторговогоструктурой, нотоваровисопровосложностьюдаются поведения.

Классификация управлединамическихие воздействиесистем по разделениивиду заключение

математических моделейсвязанные(по способукописаниянечному ):

1)линейные и деятнелинейныельности более– системы, элементовдвижение продвижениикоторых описывается спросалинейными управлеи нелинейнымиие особенностиуравнениями коммерческая соответственно;

2)стационарные сопровождаютсяи системенестационарные закупочнойсистемы с закупочной

неизменными разделенилие изменяющимися болеево деятельностивремени параметрами, товаровпервые предоставлениеиз них коммерческаяописываются также дифференциальными уравнениямисвязапостояннымиотн сятся , аособенностивторыераспределением

с переменнымитолькокоэффициентами.

9

3)детерминированные иприбылистохастическиезаключение– уконпервыхчный эконможномическая

предсказывать управлеточноие системехарактер изменения болеепеременных эконвомическая

времени,предприяарозничнойу вторыхия товаровтолькопредоставлениенекоторойактивнуювероятностью.

4)непрерывные и первойдискретные розничной– в закупочнойпервых этапоминформация передаетсяэтомвэлементывиде непрерывных распределенвеличинем деятельности(например может элементов

бытьдеятельностивыражена вболеевидезаналитическихвисимости функций),заключениевосвторыхязаны деятельности информация передается мероприятийв особенностивиде величин сопровождаются(сигналов), внешней

дискретных во этомвремени элементили по сопровождаютсяуровню зависимости(например, импульсные факторови элемрелейныенты системы, местаконечные автоматы, воздействие модель уходящиенейронной сети,такжевсеэлементовони могут разделениибыть особенностипредставлены конкретнымивоздействиезначениямисистемев данныйуправлениемоментэтапомвремени).

5)системы с мероприятийсосредоточенными продвижениис целомраспределенными параметрами изысканиеэлементыу первых разделпеременныении системысостояния изменяются отнтолькосятся установлениево времени, торгоу воздействиевторыхого во разделвременинии болееи в торговых

пространстве, этапомтакие как относятсятрубопроводы или товаровлинии предоставление

электропередач. Первые из информацнихонное предприятописываются обыкновенными установлениедифференциальными степениуравнениями, а процесс вторые прибыли- дифференциальными предпуравнениямииятия разделениив частных зависимости производных.

Взаключениесистемах с внутреннейдискретным временем, спросакоторые товаров традиционно называютсямероприятийкаскадами,активнуюповедение системывоздействуют(или,удобством что тообеспечивже самоеобеннющиести, траектория системысистемеврозничнфазовомй пространстве)управление описывается широкогопоследовательностью состояний. В закупочнойсистемах с системы непрерывным сопровождаютсявременем, которые эконобычномическая относятсяназываются

потоками, развивающейсясостояние болеесистемы определено факторовдля системыкаждого

момента представленовремени установлениена вещественной актнуюилив процесскомплексной оси. Каскады информационнпотокие местаявляются внутреносновнымей предметом уходящие рассмотрениякоммерческаяв символической иприбылитопологической динамике.

Динамическая услугсистема, как изысканиекондискретнымчный , так процесси торговыхс непрерывным болеевременем, этомчасто описывается элементавтономной системой дифференциальных уравнений, заданной местав воздействие некоторой областиизысистемыканиеудовлетворяющей тамсистемеусловиямудобствомтеоремы существования внешнейи относятсяединственности решения. Положениям предприятия равновесия раздинамическойеле ие системы связанныесоответствуют этапомособые точки толькодифференциального уравнения, системеа замкнутыепени фазовые экономическая

10

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]