Понятие о моделировании. Классификация видов моделирования объектов и систем. Основные этапы моделирования
УДК 519.95 : 62.529 : 681.3 Рассмотрены и утверждены на заседании кафедры « Автоматизации технологических процессов и производств» протокол № __5___ от «_17_» __декабря__ 2002 г.
Изложены основы теории моделирования технологических объектов. Описаны различные типы математических моделей типовых технологических процессов, а также методы написания математических моделей. Рассмотрены вопросы планирования эксперимента, а также обработки полученных данных в результате исследования имитационных моделей. В материал вошли 30 основных вопросов из курса лекций, которые предназначены для самостоятельного выполнения курсового проекта по дисциплине «Моделирование объектов и систем управления отраслью», а также для самоподготовки по теоретическому курсу для студентов дневной и заочной форм обучения.
Составитель: к.т.н. Иванова И.Д.
Рецензент к.т.н., профессор Айрапетьянц Г.М.
ãМогилёвский государственный университет продовольствия
ВОПРОСЫ, РАССМОТРЕННЫЕ В КУРСЕ ЛЕКЦИЙ «МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ОТРАСЛЬЮ»
1 Понятие о моделировании. Классификация видов моделирования объектов и систем. Основные этапы моделирования. 2 Имитационное моделирование. Основные этапы построения имитационной модели. 3 Формализация объекта исследования. Построение математической модели. 4 Этапы построения концептуальной модели. 5 Непрерывно-детерминированнные модели (D - схемы). 6 Дискретно-детерминированные модели (F - схемы). 7 Дискретно-стохастические модели (Р - схемы). 8 Непрерывно-стохастические модели (Q - схемы). 9 Обобщенные модели (А - схемы). 10 Основные подходы к построению моделей пищевых технологических объектов и процессов. 11 Моделирование некоторой элементарной реакции смешивания двух компонент. 12 Моделирование типового технологического объекта: гидравлической емкости. 13 Моделирование емкости с учетом влияния уровня жидкости на расход. 14 Моделирование герметизированной гидравлической емкости. 15 Моделирование подогреваемой герметизированной емкости. 16 Моделирование теплового и материального баланса емкости с паровой рубашкой при изменении поверхности теплопередачи. 17 Моделирование процесса кипения в проточной емкости подогреваемой паровой рубашкой. 18 Построение аналитической модели технологического аппарата - смесителя потоков. 19 Построение аналитической модели технологического аппарата - теплообменника. 20 Псевдослучайные числа. Основные способы генерации базовых случайных величин. 21 Моделирование случайных событий. Моделирование группы случайных событий. 22 Моделирование сложных событий. 23 Общая характеристика методов статистического моделирования. 24 Понятие о планирование эксперимента. Понятия уровня, фактора, “черный ящик”. 25 Полный факторный эксперимент. 26 Особенности обработки результатов моделирования. Требования, предъявляемые к качеству оценок. 27 Анализ и интерпретация результатов моделирования. Статистический анализ. Корреляционный анализ. 28 Дисперсионный анализ. Регрессионный анализ (построение уравнения регрессии методом наименьших квадратов). 29 Понятие адекватности. Критерии согласия: Пирсона (c2 – критерий), Смирнова, Стьюдента (t - критерий), Фишера (F - критерий), Кохрена (У - критерий). 30 Построение статистической модели динамики объекта управления. ВОПРОСЫ ДЛЯ САМОПОДГОТОВКИ
Понятие о моделировании. Классификация видов моделирования объектов и систем. Основные этапы моделирования
Современный этап технического прогресса имеет две важные особенности: во-первых, необычайно ускорившиеся темпы; во-вторых, все возрастающую сложность внедряемых в производство процессов. Таким образом, производство может считаться современным, только если оно имеет научные разработки самых последних лет, в то же время, сложность этих разработок заставляет тратить значительное время на их промышленное освоение и требует высококвалифицированного персонала. Моделирование – один из главных методов, позволяющих ускорить технический прогресс, сократить сроки освоения новых процессов. Моделирование – это метод изучения объектов, при котором вместо оригинала эксперимент проводится на модели, а результаты количественно распределяются на оригинал /1, с.10-11/. В то время модель – это объект-заместитель объекта-оригинала, обеспечивающий изучение некоторых свойств оригинала /2, с.5/. Моделирование позволяет: во-первых, проводить эксперимент на модели, что проще, экономичнее, безопаснее и т.д.; во-вторых, позволяет изучить поведение объекта на основании имеющейся информации, и что ценно – получить новую информацию об объекте-оригинале.
1.1 Классификация видов моделирования.В зависимости от характера изучаемых процессов возможны следующие виды моделирования: детерминированное (описывает процессы, в которых отсутствуют всякие случайные воздействия) и стохастическое (отображает вероятностные процессы и события), статическое (описывает поведение объекта в какой-либо момент времени) и динамическое (отражает поведение объекта во времени), дискретное (описывает процессы, которые предполагаются быть дискретными), непрерывное (отражает непрерывные процессы в объекте) и дискретно-непрерывное (используют, когда хотят выделить как дискретные так и непрерывные процессы в поведении объекта). В зависимости от формы представления объекта можно выделить моделирование мысленное (наглядное, символическое, математическое) и реальное (натуральное, физическое). Наглядное моделирование – это модели, созданные на основании представления человека об объекте. В него входят: гипотетическое (гипотеза о закономерностях протекания процесса в реальном объекте), аналоговое (применение аналогий различных уровней), макетирование (построение макета реального объекта). Символическое моделирование – это искусственный процесс создания логического объекта, который замещает объект-оригинал и выражает основные свойства его отношений с помощью определенной системы знаков и символов. Символическое моделирование включает в себя языковое и знаковое. Математическое моделирование – процесс установления соответствия данному реальному объекту некоторого математического объекта (математической модели) и исследование его, с целью получения характеристик объекта-оригинала. Математическое моделирование включает в себя аналитическое и компьютерное (см. рисунок 1). Для аналитического моделирования характерно то, что процессы функционирования элементов системы описываются некоторыми математическими функции - алгебраическими, интегро-дифференциальными, конечно-разностными и т.д. Компьютерное моделирование включает в себя численное (использование численных методов для решения конкретной задачи), имитационное (реализованный на ЭВМ алгоритм процесса функционирования системы или объекта), статистическое (получение статистических данных о процессе функционирования объекта, системы) /3, с.5/.
Рисунок 1 – Структура математического моделирования
Реальное моделирование – исследование различных характеристик реального объекта. Натуральное моделирование: научный эксперимент, комплексные испытания, производственный эксперимент. Физическое: моделирование в реальном масштабе времени, моделирование в нереальном масштабе времени.
1.2 Моделирование объектов и систем управления состоит из следующих основных этапов: 1) Постановка задачи (цель исследования объекта и задачи для достижения поставленной цели), определение свойств объекта-оригинала, подлежащих исследованию. 2) Констатация затруднительности или невозможности исследования объекта-оригинала в натуре. 3) Выбор вида модели моделирования. 4) Исследование модели в соответствии с поставленной задачей. 5) Перенос результатов исследуемой модели на оригинал. 6) Проверка полученных результатов.
Популярное: Почему двоичная система счисления так распространена?: Каждая цифра должна быть как-то представлена на физическом носителе... Как вы ведете себя при стрессе?: Вы можете самостоятельно управлять стрессом! Каждый из нас имеет право и возможность уменьшить его воздействие на нас... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1062)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |