8.1 Особенности управления и моделирования систем с распределенными параметрами.

Общей особенностью систем с сосредоточенными параметрами является описание управляемых процессов в терминах величин, не отражающих в явной форме влияние пространственной протяженности объекта на его характеристики.

Системы, состояние которых описывается функциями нескольких аргументов, зависящих как от времени, так и от пространственных координат, называются системами с распределенными параметрами.

Задачи управления системами с распределенными параметрами являются существенно более сложными, нежели задачи управления системами с сосредоточенными параметрами (ССП) ввиду ряда принципиальных особенностей:

1. Состояние объектов с распределенными параметрами описывается дифференциальными уравнениями не в обыкновенных, а в частных производных, а также интегральными системами уравнений и «гибридными системами» уравнений.

2. По сравнению с ССП принципиально расширяется класс управляющих воздействий, прежде всего за счет включения в их число пространственно временных управлений, описываемых функциями нескольких переменных.

3. Задача реализаций систем управления объектами с распределенными параметрами резко усложняется (по сравнению с ССП) как за счет необходимости осуществления пространственно-распределенного контроля состояния объекта и использования соответствующих сигналов обратных связей, так и за счет необходимости синтеза регуляторов с пространственно-распределенными управляющими воздействиями.

9.2 Особенности современных систем автоматизированного моделирования

Современные профессиональные САМ имеют следующие отличительные черты:

1. Поддержка иерархического проектирования за счет реализации многоуровневого моделирования и метода локальной детализации модели.

2. Компонентное моделирование на основе использования библиотек, содержащих большое количество графических и функциональных элементов, причем эти библиотеки открыты для добавления новых описаний.

3. Графический пользовательский интерфейс, сочетающий графические средства ввода информации об объекте с автоматической генерацией модели по ее структурному описанию.

4. Наличие интерактивной рабочей среды (управляющей оболочки, монитора), т.е. специальной программы из которой можно запускать все программы пакета, не обращаясь к услугам штатной операционной системы.

5. Наличие постпроцессоров моделирования, что позволяет не только просматривать, в удобной для пользователя формы, результаты моделирования, но и обрабатывать их.

6. Наличие встроенных средств численного моделирования рабочего процесса в режиме реального времени или в режиме масштабирования реального времени.

7. Реализация механизмов продвижения модельного времени, основанных как на принципе дельта t, так и на принципе дельта z.

8. Интегрируемость с другими пакетами аналогичного назначения, что обеспечивается соответствующими программами-конвертерами, позволяющими проводить экспорт и импорт данных.

9. Наличие средств, обеспечивающих формирование виртуальных аналогов измерительно-управляющей аппаратуры.

Если система АМ представлена еще для осуществления исследовательского процесса, то добавляется возможности активного вычислительного эксперимента:

1. Визуализация результатов во время эксперимента.

2. Возможность интерактивного вмешательства в ход эксперимента.

3. Возможность 2d и 3d анимации.

4. 9.3 Архитектура программ АМ

Графический интерфейс является типовым компонентом современной САМ. Он ориентирован на человека и значительно облегчает работу в САМ по сравнению с текстовым заданием информации.

Формой графического представления информации о моделируемой системе могут быть: Операторно-структурные схемы;Блок-схемы; Кинематические схемы механизмов; Схемы физические принципиальные электрических, магнитных, тепловых, гидравлических, акустических, механических, ротационных, и др. цепей преобразования энергий; Ненаправленные или бинаправленные графы (в том числе графы связей); Графы алгоритмов программ; Сигнальные графы; Блок-схемы алгоритмов;Графы связей; Структурные схемы, функциональные схемы, мнемосхемы и т.п.

Задачами графического интерфейса, кроме того, являются:

• Контроль над процессом создания рисунка блок-схемы или же схемы физической принципиальной.

• Дешифровка рисунка и преобразование информации о схеме информации в программирующие математическое ядро инструкции.

• Дешифровка графических образов, отвечающих за программирование потока(ов), и их трансформация в инструкции переключений математического ядра.

• Дешифровка графических образов, отвечающих за синхронизацию потоков.

• Контроль над процессом симуляции модели; управление процессами визуализации результатов и синхронизации Online воздействий.

• Визуализация результатов моделирования.