- •Київський національний університет культури і мистецтв
- •Isbn 966-602-141-2
- •Передмова
- •1.Основні принципи та методологічні аспекти теорії систем
- •1.1. Цілі теорії систем
- •1.2. Система та її властивості. Складність та система
- •1.3. Призначення системи
- •1.4. Функції системи
- •1.5. Структура системи
- •1.6. Потоки системи
- •1.7. Узагальнена характеристика системи
- •1.8. Класифікація систем
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •2. Моделі та моделювання
- •2.1. Класифікація моделей
- •2.2. Ідеальні (абстрактні) моделі
- •2.3. Матеріальні моделі
- •2.4. Відношення між моделлю і реальністю (різниці та збіжності)
- •2.5. Моделі складних систем
- •2.6. Модель типу "чорний ящик"
- •2.7. Модель типу „склад системи”
- •2.8. Модель типу „структура схеми”
- •2.9. Модель типу „структурна схема системи”
- •2.10. Динамічні моделі систем
- •2.11. Кваліметрична основа теорії систем
- •2.12. Математичні аспекти побудови моделей складних систем
- •2.13. Оцінка адекватності моделі
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •3. Математичне моделювання систем з детермінованими структурою та функціями (детермінованих систем)
- •3.1. Системи, що описуються звичайними диференціальними рівняннями
- •3.2. Математичне моделювання систем автоматичного управління
- •3.3. Елементи теорії стійкості систем
- •3.3.1. Основні поняття теорії стійкості систем
- •3.3.2. Перший метод Ляпунова
- •3.3.3. Другий метод Ляпунова
- •3.4. Дискретні системи, автомати
- •3.4.1. Однотактні релейні пристрої. Булеві функції
- •3.4.2. Багатотактні релейні пристрої
- •3.4.3. Скінчений автомат
- •3.5. Системи масового обслуговування
- •3.5.1. Основні поняття
- •3.5.2. Порядок обслуговування
- •3.5.3. Узагальнене обслуговування
- •3.5.4. Узагальнені однофазне та багатофазне обслуговування
- •3.5.5. Узагальнене багатофазне обслуговування. Випадок неоднорідного потоку
- •3.5.6. Приклади Приклад 1. Узагальнене однофазне обслуговування
- •Приклад 2. Узагальнене багатофазне обслуговування
- •3.6. Агрегативні системи
- •3.6.1. Математична модель агрегату
- •, , ,
- •3.6.2. Математична модель спряження елементів в складній системі
- •3.6.3. Математична модель спряження елементів в багаторівневих ієрархічних системах
- •3.7. Статистичні методи обробки спостережень
- •3.7.1. Регресійний аналіз
- •3.7.2. Кореляційний аналіз
- •3.7.3. Конфлюентний аналіз
- •3.7.4. Лінійний багатовимірний регресійний аналіз
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •4. Моделювання систем із стохастичними, нечіткими, хаотичними властивостями (імовірнісних, нечітких, хаотичних систем)
- •4.1. Стохастичні системи
- •4.2. Стохастична теорія управління
- •4.3. Нечіткі системи
- •4.4. Використання нечітких моделей
- •4.5. Інтеграція нечітких та нейронних мереж
- •4.6. Хаотичні системи
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •5. Класичні методи оптимізації. Лінійні, нелінійні, динамічні, стохастичні моделі оптимізації.
- •5.1. Варіаційне числення
- •5.2. Метод максимуму л.С. Понтрягіна
- •5.3. Лінійні та нелінійні моделі оптимізації
- •5.3.1. Лінійне програмування
- •5.3.2. Розв’язування задач лінійного програмування симплекс-методом
- •5.3.3. Чисельні методи розв’язування задач нелінійного програмування
- •5.3.4. Динамічне та стохастичне програмування
- •Задачі:
- •Контрольні питання
- •Список літератури
- •1.Основні принципи та методологічні аспекти теорії систем 4
- •2. Моделі та моделювання 12
- •3. Математичне моделювання систем з детермінованими структурою та функціями (детермінованих систем) 24
- •4. Моделювання систем із стохастичними, нечіткими, хаотичними властивостями (імовірнісних, нечітких, хаотичних систем) 88
- •5. Класичні методи оптимізації. Лінійні, нелінійні, динамічні, стохастичні моделі оптимізації. 100
Приклад 2. Узагальнене багатофазне обслуговування
Проаналізуємо сенс, який можна надати у випадку неоднорідного потоку. Основною особливістю є те, що на кожній з фаз над узагальненою вимогою виконується лише одна операція.
а) Змінимо завдання
цілих чисел
.
Нехай
.
Вважатимемо, що:
1) обслуговування
на першій фазі задається точно таким
чином, як і узагальнене однофазне
обслуговування, де слід покласти
;
2) обслуговування
якоїсь з вимог
- ї фази
може початися лише після закінчення
обслуговування
- ї фази і задається таким же чином, як
і узагальнене однофазне обслуговування,
де необхідно покласти
;
3) після обслуговування
на
-й
фазі вимога вважається обслуженою
повністю.
За умови
отримуємо процес типу послідовної
обробки певної деталі. З’ясуємо, який
смисл мають величини
,
в загальному випадку. Цього разу змінимо
одне з чисел
,
що призведе до зміни обслуговування
лише наі – й фазі, прибори якої
будуть обслуговуватиm – ки вимог,
тоді як на всіх інших фазах вимоги
обслуговуються по одній. Якщо
- ка складається зm1 вимог.
Отриманий процес обслуговування можна
інтерпретувати наступним чином: на
першій фазі зm1елементів
здійснюється збірка деякого пристрою,
над яким послідовно здійснюються якісь
операцій на інших фазах. За умовиі >
1 можна уявити систему масового
обслуговування такого типу: на перших
фазах певна деталь проходить необхідну
обробку, після чого, як «напівфабрикат»,
вона компонується наі– й фазі з
якимись іншими з
компонентів пристрій проходить ще
стадій обробки на фазах, що залишилися.
Операції, які складають процес обслуговування, можна поділити на два класи: ведучі та ведені. Останніми є ті, які можуть починатися після закінчення перших. Якщо операції є незалежними, то вони можуть починатися в довільні моменти часу. Після закінчення обслуговування за одним з параметрів може початися ведене цієї операції обслуговування, тоді як та операція, яка не залежала від ведучої, може ще продовжуватися протягом довільного часу.
3.6. Агрегативні системи
На практиці часто реальні системи виявляються надто складними, щоб їх можна було описати з використанням вже розглянутих типових математичних схем. Тоді реальний об’єкт слід розчленувати на елементи, чисельність яких є необов’язково малою, проте кожний елемент доступний для опису однієї з типових математичних схем. Схожі елементи системи можуть виявитися представленими як різні математичні схеми: один як скінчений автомат, другий - як система масового обслуговування, третій – як імовірнісний автомат, і т. д. Системи, елементи яких описані настільки різнорідно, навряд чи можна досліджувати, використовуючи єдиний метод. Тому для опису систем, які складаються з великого числа елементів, намагаються вибрати для формалізації останніх універсальні математичні схеми, які охоплюють вищезгадані системи як окремі випадки. На сьогодні найуживанішою схемою є агрегат. Для агрегатів будуються зручні імітаційні моделі, а для одного з класів – кусково-лінійних агрегатів також аналітичні методи, які базуються на апараті теорії харківських випадкових процесів. В цьому підрозділі розглядається математична модель для опису елементів системи у вигляді агрегатів, а також для спряження елементів у єдину складну систему.
