
- •Введение
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Требования к отчету по лабораторной работе
- •Математическое моделирование
- •Этапы математизации знаний
- •Математическое моделирование и модель
- •Интерпретации в математическом моделировании
- •Контрольные вопросы
- •Концептуальное математическое моделирование функционирования системного элемента Системный элемент как объект концептуального моделирования
- •Целенаправленность системного элемента
- •Целостность системного элемента
- •Концептуальная математическая модель функциональной системы
- •Стратифицированный анализ и описание кмм системного элемента
- •Кмм теоретико-системного уровня
- •Кмм уровня непараметрической статики
- •Кмм уровня параметрической статики
- •Кмм уровня непараметрической динамики
- •Кмм уровня параметрической динамики
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа n№ 1 Линейная непрерывная математическая модель элемента Теоретическое введение
- •Интерпретация концептуальной модели в математическое описание динамического элемента
- •Интерпретация динамического элемента в математическую модель Механическая модель
- •Электрическая модель
- •Система аналогий
- •Аналитическая реализация непрерывной линейной математической модели
- •Анализ поведения динамического элемента
- •Задание на лабораторную работу
- •Биоэлектрическая модель
- •Аналитическая реализация непрерывной нелинейной математической модели
- •Анализ поведения динамического элемента
- •Задание на лабораторную работу
- •Интерпретация линейного динамического элемента с запаздыванием в математическую модель Экономическая модель
- •Аналитическая реализация непрерывной линейной математической модели
- •Анализ поведения динамического элемента
- •Задание на лабораторную работу
- •Лабораторная работа n№ 4 Дискретная модель элемента. Конечный автомат Теоретическое введение. Моделирование с использованием конечных автоматов
- •Описание моделируемого объекта
- •Интерпретация концептуальной модели в математическое описание конечного автомата
- •Анализ поведения конечного автомата моделируемого объекта Последовательности входных воздействий
- •Функционирование автомата
- •Выходные координаты автомата
- •Задание на лабораторную работу
- •Приложение 1
- •Приложение 2
- •Приложение 3
- •Приложение 4 Описание среды моделирования
- •Необходимое окружение
- •Структура и принципы работы
- •Входной язык
- •Выполняемая модель
- •Примеры моделирования в среде Model Vision for Windows
- •Установка системы Model Vision for Windows на персональном компьютере
- •Содержание
Входной язык
Описание моделируемой системы — проект — включает в себя описание поведения и описание структуры.
Моделируемая система представляется в виде совокупности функциональных элементов — устройств, соединенных функциональными связями, предполагается, что каждое устройство функционирует параллельно и независимо от остальных, а взаимодействие осуществляется по указанным связям.
Описание поведения устройства (окно “Structure”) включает в себя описание входов, выходов (при добавлении переменных входа/выхода (окно “Interface components”) войдите повторно в режим редактирования введенной переменной, после чего Вы сможете поместить соответствующее изображение входа/выхода в окне “Structure” к блоку устройства), компонент состояния (окно “State components”) и возможных параллельных процессов (окно “Processes”). Предполагается, что устройства функционируют в непрерывном времени. Входы, выходы и компоненты состояния могут иметь множества значений вещественного, целого, булевского, перечислимого и абстрактного типов, а также, являться потенциальными или импульсными (дискретные события). Процессы могут быть непрерывными, дискретными и чистого временного запаздывания.
Непрерывные процессы задаются совокупностью обыкновенных дифференциальных уравнений первого порядка, разрешенных относительно производных, и совокупностью разрешенных алгебраических уравнений. Численное решение дифференциальных уравнений осуществляется с помощью метода Рунге-Кутта с постоянным шагом, метода Рунге-Кутта, основанном на формулах Дормана-Принса, с автоматическим выбором шага или метода Гира для решения т.н. “жестких” систем уравнений.
Дискретные процессы задаются т.н. “картой состояний” — совокупностью состояний процесса и множества возможных переходов между ними. Редактирование перехода осуществляется с помощью всплывающего меню при нажатии и удерживании левой клавиши мыши на изображении перпендикулярной переходу линии. С помощью правой кнопки мыши можно изменять форму дуг перехода. Причиной срабатывания перехода может быть дискретное событие или истинность условия непрерывно в течение определенного времени. В результате срабатывания перехода могут скачком измениться значения потенциальных компонент, возникнуть дискретные события, а также активизироваться или пассивизироваться непрерывные процессы или процессы временного запаздывания. Т.о., непрерывные процессы могут влиять на дискретные с помощью изменения значений компонент, входящих в условия срабатывания переходов, а дискретные процессы могут влиять на непрерывные с помощью изменения компонент, входящих в правые части уравнений, а также путем начала и прекращения решения группы уравнений, входящих в данный непрерывный процесс.
Процессы чистого временного запаздывания воспроизводят на выходах значения входов без изменений, но с временным сдвигом. Значения входов могут изменяться как непрерывными процессами, так и действиями при срабатывании переходов.
Общие для всего проекта объекты (константы, типы, процедуры и функции) могут быть заданы в общей области проекта (окно “Common Area”).