
- •Тема 1. Классификация моделей и виды моделирования
- •Тема 2. Основные положения теории подобия
- •Тема 3. Этапы математического моделирования
- •3.1. Содержательная постановка задачи
- •3.2. Концептуальная постановка задачи моделирования
- •3.3. Математическая постановка задачи
- •3.4 Качественный анализ и проверка корректности модели, требования, предъявляемые к модели.
- •3.5 Выбор и обоснование выбора метода исследования модели
- •3.6 Реализация математической модели в виде программы для эвм
- •3.7 Проверка адекватности моделей
- •3.8 Практическое использование построенной модели и анализ результатов моделирования
- •Тема 4. Моделирование на микроуровне
- •4.1 Понятие микроуровня
- •4.2 Основы построения мм на микроуровне
- •4.3 Модели тепловых систем на микроуровне
- •4.4 Модели гидравлических систем
- •4.5 Модели механических систем на микроуровне
- •Тема 5. Теория систем с распределенными параметрами
- •5.1. Базовые уравнения объектов с распределенными параметрами
- •5.2 Общая характеристика условий однозначности
- •5.2.1. Начальные условия
- •5.2.2. Граничные условия
- •5.3 Основное соотношение вход – выход
- •5.4 Функция Грина
- •5.5 Стандартизирующая функция
- •5.6 Типовые распределенные блоки
- •1) Переходной х-блок
- •2) Переходной -блок
- •3) Переходной -блок
- •4) Блок пространственного воздействия при фиксированных изменениях входного сигнала во времени
- •5.7 Передаточные функции объектов срп
- •5.8 Соединение распределенных блоков
- •1) Параллельное соединение распределенных блоков
- •2) Последовательное соединение распределенных блоков
- •Тема 6. Моделирование на макроуровне
- •6.1 Основные понятия макроуровня
- •6.2 Компонентные и топологические уравнения
- •6.3 Компонентные и топологические уравнения механической системы
- •6.4 Компонентные и топологические уравнения гидравлической системы
- •6.5 Компонентные и топологические уравнения тепловой системы
- •6.6 Компонентные и топологические уравнения электрической системы
- •6.7 Параметры гидравлической системы
- •6.8 Графические формы представления мм
- •6.9 Матричная форма представления мм
- •6.10 Узловой метод формирования математической модели
- •6.11 Задачи качественного анализа математической модели
- •6.12 Моделирование и анализ статических состояний
- •Тема 7. Имитационное моделирование
- •Применение имитационного моделирования.
- •Виды имитационного моделирования
- •Популярные системы имитационного моделирования
- •Тема 8. Методы упрощения моделей
- •Тема 9. Программные и технические средства моделирования систем.
5.4 Функция Грина
Если в краевой
задаче (5.12) – (5.15) начальные условия
нулевые, а граничные условия однородные,
т.е.
;
;
;
.
А функция
в
уравнении (5.12) представляется в виде
,
где - дельта – функция, зависящая от
и сосредоточенная в точках
Т.о. (5.16) сводиться к виду
(5.17)
Т.е. функция Грина
– решение краевой задачи при описанных
выше условиях и описывает реакцию
распределенной системы с нулевыми
начальными и однородными граничными
условиями в любой точке
и любой момент времени
на
точечное импульсное воздействие вида
дельта – функции, применения в
произвольной, но фиксированной точке
в момент времени
.
Функция Грина также называется фундаментальным решением (5.12), функцией точечного источника, импульсно – переходной функций.
5.5 Стандартизирующая функция
В теории СРП можно
подобрать такую функцию
вместо
в уравнении (5.1) которое компенсирует
эффект влияния на выходную величину
нулевых начальных и неоднородных
граничных условий и обеспечивает при
этом равенство решений
исходной системы (5.1) – (5.3) и краевой
задачи следующего вида:
(5.18)
Тем самым систему
уравнений (5.18) эквивалентна исходной
модели (5.1) – (5.3), но при этом, «собирая»
правую часть
к
(5.1) все входные воздействия, существенно
упрощает описание СРП.
(5.19)
(5.18) – стандартная форма (5.1)-(5.3)
(5.19) – интегральная форма
- стандартизирующая
функция (нормирующая).
5.6 Типовые распределенные блоки
1) Переходной х-блок
Представляет собой
распределенный блок с сосредоточенным
входным и распределенным выходным
сигналом. Это наиболее распространенный
на практике вариант, для которого
,
где
-
фиксированный закон пространственного
распределения на практике входного
сигнала.
-
изменяющаяся во времени составляющая
входного сигнала.
2) Переходной -блок
Представляет собой
распределенный блок сосредоточенными
выходным и распределенный входным
сигналом. В данном случае входное
распределенное воздействие описывается
стандартизирующей функцией
,
а сосредоточенный выход – значение
функции состояния
в одной
или
фиксированных точках.
(
перебирает значения от 1 до
).
Такие сосредоточенные выходы могут быть использованы в целях формирования соответствующих сигналов обратной связи при построении систем управления объектами с распределенными параметрами.
3) Переходной -блок
Распределенный
блок с сосредоточенными входами и
выходами. Моделирует поведение функции
состояния объекта
в
фиксированных точках
при
сосредоточенном управлении
.
4) Блок пространственного воздействия при фиксированных изменениях входного сигнала во времени
Не имеет аналогов в сосредоточенных системах. Для них стандартизирующая функция представляется в виде
;
5.7 Передаточные функции объектов срп
Применение для
преобразования Лапласа по временному
аргументу
к выражению (5.19) позволяет распространить
на СРП понятие передаточной функции и
использовать методы, применяемые в ТАУ
для линейных сосредоточенных систем.
В сосредоточенных системах:
(5.20)
(5.20) – континуальная передаточная функция.
Если удается из стандартизирующей функции выделить в явным виде компоненту входного воздействия,
то уравнение (5.19) с учетом (5.20)перепишется в виде
По возможности выносится входное возмущение в результате чего