министерство образования и науки российской федерации

федеральное Государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего проессионального образования

иркутский государственный техническИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Теория систем

Программа,

методические указания для выполнения контрольной работы

по направлению подготовки: 140400 «Электроэнергетика и электротехника» для студентов квалификации бакалавр

заочной формы обучения

ИЗДАТЕЛЬСТВО

Иркутского государственного технического университета

20011

Рецензент:

Редактор Д.В.Тирских

Теория систем: Метод. указания / Сост.: Н.И. Воропай, О.В. Свеженцева. – Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2011. - 16 с.

Содержат программу курса “Теория систем”, контрольные вопросы, методические указания по выполнению контрольной работы для студентов квалификации бакалавр, обучающихся по направлению: 140400 «Электроэнергетика и электротехника» заочной формы обучения. Задания в контрольной работе выполняются по следующим темам курса: “Анализ структурных характеристик электроэнергетической системы”, “Расчет траектории системы во времени после возмущения”, “Выбор решений в случае двух критериев”.

Библиогр. 1 назв., илл. 2, табл. 2.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………………….4

1. ПРОГРАММА КУРСА…………………………………………………………...4

2. ПЕРЕЧЕНЬ ВОПРОСОВ К ЗАЧЕТУ……………………………………………5

3. МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ ПО ВЫПОЛНЕНИЮ КОНТРОЛЬНОЙ РАБОТЫ……………………………………………………………………………...7

4. АНАЛИЗ СТРУКТУРНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕС- КОЙ СИСТЕМЫ………………………………….....................................................7

4.1. Исходные условия……………………………………………………......7

4.2. Определение структурно-топологических характеристик без учета числовых параметров связи…………………………………………………………8

4.3. Определение структурных характеристик системы с учетом числовых параметров связей …………………………………………………..........................9

5. РАСЧЕТ ТРАЕКТОРИИ СИСТЕМЫ ВО ВРЕМЕНИ ПОСЛЕ ВОЗ-МУЩЕНИЯ…………………………………………………………………………11

5.1. Исходные условия………………………………………………………11

5.2. Расчет траектории системы…………………………………………….12

6. ВЫБОР РЕШЕНИЙ В СЛУЧАЕ ДВУХ КРИТЕРИЕВ………………………..13

6.1. Исходные условия………………………………………………………13

6.2. Выбор решений…….................................................................................14

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК……………………………………………..16

Введение

Целью изучения дисциплины является формирование целостного системного мышления инженера-электроэнергетика, основанного на понимании того, что такое система, каковы особенности ее структуры и поведения какими средствами можно описывать (моделировать) систему и обосновывать решения по ее развитию и управлению функционированием.

Задачами изучения дисциплины являются :

• Уяснение основных понятий, связанных с системами, их структурой, поведением, моделированием и т.д.

• Знакомство с основными типами математических моделей.

• Знакомство с подходами и методами обоснования (выбора) решений по развитию систем и управлением их функционированием.

1. Программа курса

Основные понятия теории систем

Элемент. Подсистема. Связь. Состояние. Функционирование. Развитие. Цели, функции системы. Структура. Связность. Сложность системы. Поведение. Нелинейность. Устойчивость. Неопределенность. Информация. Моделирование. Имитация. Выбор (принятие) решения. Системный подход. Системный анализ. Системные исследования.

Структурный анализ системы

Цели и задачи структурного анализа. Формализация описания структуры на основе теории графов. Структурно-топологические характеристики систем: связность структуры, структурная избыточность, структурная компактность, степень централизации в структуре, ранг элемента. Структурный анализ электроэнергетических систем.

Поведение систем

Особенности поведения систем. Устойчивость по Ляпунову. Структурная устойчивость. Бифуркации. Катастрофы. Адаптируемость динамических процессов. Управление. Управляемая адаптируемость. Распространение возмущений. Живучесть системы. Процессы самоорганизации в системах. Синергетика.

Системы и информация

Роль информации в управлении. Основные характеристики информации. Необходимая и достаточная информация. Информация на разных уровнях управления. Первичная обработка данных. Достоверность информации. Хранение и поиск данных. Базы данных. Представление знаний.

Описание систем

Математическая модель как описание системы. Основные принципы формирования модели. Системы алгебраических уравнений: линейные и нелинейные системы, методы решения. Системы дифференциальных уравнений: линейные системы, модальный анализ, косвенные методы, нелинейные системы, методы решения. Случайные события, состояния и процессы. Нечеткие множества. Нечеткие отношения. Логические и другие неаналитические модели. Декомпозиция моделей. Теория возмущений. Методы усреднения.

Выбор решений

Критериальное описание выбора. Максимизация критерия. Нахождение паретовского множества. Функции полезности. Бинарные отношения. Групповой выбор. Выбор в условиях неопределенности. Общее представление о теории игр. Выбор в условиях нечеткости. Оптимальное управление. Принцип максимума Понтрягина. Динамическое программирование. Достоинства и недостатки идеи оптимальности. Иерархические задачи выбора. Экспертные методы выбора. Человеко-машинные системы и выбор. Пакеты прикладных программ для выбора. Экспертные системы. Системы поддержки решений. Эвристические методы. Генетические алгоритмы.

Имитационное моделирование

Имитационная методология исследования систем. Оптимизационные модели в имитационном моделировании. Этапы имитационного моделирования. Примеры электроэнергетических имитационных задач. Формирование целей и критериев. Генерирование альтернатив. Планирование имитационных экспериментов. Имитационный поиск оптимальных условий. Обоснование выбора и анализ модели. Достоинства и недостатки имитационного моделирования. Условия целесообразности применения имитационной методологии. Опасности и ограничения.