Лекція 1 icon

Лекція 1




Скачати 69.58 Kb.
НазваЛекція 1
Дата27.06.2012
Розмір69.58 Kb.
ТипЛекція

Лекція 1

Класифікація об'єктів моделювання


Блочно-ієрархічний підхід до моделювання складних систем


Технічний прогрес приводить до ускладнення технічних об'єктів, кожний з який є системою, що складається з великої кількості взаємодіючих елементів. Розробка таких об'єктів пов'язана із значними часовими втратами і вимагає залучення великої кількості різних фахівців. Терміни створення моделей можуть виявитися неприйнятними, якщо вони порівнянні з часом морального зносу об'єкта. Тут у наявності суперечність – ускладнення системи, з одного боку, і скорочення термінів створення моделі, з другого. Саме тому створення математичних моделей не тільки доцільне, але і необхідне.

Відомий підхід до традиційного опису складних систем (блочно-ієрархічний підхід) широко використовують в моделюванні. Суть цього підходу в тому, що процес моделювання і уявлення про сам об'єкт розчленовуються на рівні. На вищому рівні застосовується агрегатоване уявлення, що відбиває тільки загальні риси й особливості описуваної системи. На нижніх рівнях об'єкт послідовно дезагрегується і розглядається вже окремими блоками. Це дозволяє на кожному рівні формувати і вирішувати задачі прийнятної складності за допомогою наявних засобів. Розбивка системи на блоки здійснюється таким чином, щоб документація на блок будь-якого рівня сприймалася б однією людиною. Позитивна риса такого підходу в тому, що складна задача великої розмірності розчленовується на послідовно розв'язувані задачі малої розмірності.

Недолік блочно-ієрархічного підходу в тому, що на кожному рівні моделювання ведеться з не до кінця визначеними об'єктами. Пояснімо цей момент. Розглянемо деякий К-й рівень, на якому використовуються досить складні об'єкти, що на наступному (К+1)-му рівні будуть розглядатися як системи. На К-му рівні ці елементи ще не визначені, тому що структура К-го рівня складної системи формується до того, як будуть спроектовані елементи. А це значить, що рішення на К-му рівні приймається в умовах неповної інформації (фактично без строгого обґрунтування). Очевидно, що оптимальним тут може бути рішення тільки для окремого рівня. Однак у даний час на базі цього підходу розроблені й розробляються більш ефективні процедури розв’язування задач подібного класу.

Висновок. При блочно-ієрархічному підході на кожному рівні формуються свої уявлення про систему й елементи. Те, що на більш високому К-му рівні називалося елементом, стає системою на наступному (К+1)-му рівні.

Елементи найнижчого з рівнів називаються базовими, або компонентами.

Принципи блочно-ієрархічного проектування відбиті в ЄСКД шляхом розподілу схем на наступні три рівні:

1) принципові схеми – визначають повний набір базових елементів і зв'язків між ними. Ці схеми дають детальне уявлення про принципи роботи виробу;

2) функціональні схеми – роз'ясняють протікання певних процесів у виробі чи його частинах, іншими словами, вони дають уявлення про функціонування об'єкта з обліком тільки істотних факторів і функціональних частин;

3) структурні схеми – дають загальне уявлення про об'єкт, визначаючи його основні функціональні частини, їхнє призначення і взаємозв'язок.

Блочно-ієрархічне уявлення про об'єкт моделювання фактично відбиває його розчленовування на горизонтальні рівні. У свою чергу, на горизонтальних рівнях виділяють задачі проектування схем, конструкції, технології. Сукупність задач проектування схем – це функціональний рівень проектування; сукупність задач конструювання – конструкторський рівень проектування; сукупність технологічних задач – технологічний рівень проектування. Вказані рівні прийнято називати вертикальними рівнями, тому що кожен з них включає відповідні задачі практично з усіх горизонтальних рівнів.

^

Класифікація параметрів об'єктів моделювання


Параметр – це величина, що характеризує властивості чи режими роботи об'єкта. Кількісною оцінкою ступеня відповідності об'єкта його цільовому призначенню служать параметри, що одержали назву показників ефективності. Серед них необхідно виділити наступні показники:

1) продуктивності;

2) надійності;

3) вартості;

4) маси;

5) габаритів;

6) точності.

Залежно від конкретних умов і типів систем ті чи інші показники відіграють велику роль.

Наступна група параметрів – це вихідні параметри: показники якості, за якими можна судити про правильність функціонування системи. Фактично це поняття аналогічне поняттю «показник ефективності», але застосовується до систем на будь-якому ієрархічному рівні. Вихідні параметри залежать не тільки від властивостей елементів, але і від особливостей зв'язку останніх один з одним, що визначається структурою (конфігурацією) системи. Очевидно, що кожен новий спосіб зв'язку задає нову структуру і приводить до якісних змін у роботі системи. До подібних змін у роботі системи призводить зміна типу будь-якого елемента, якщо новий тип якісно відрізняється від попереднього. Тому типи елементів доцільно також відносити до особливостей структури системи.

Висновок. Завдання структури системи означає визначення типів елементів і способів зв'язку їх один з одним. Безліч варіантів структури – розрахункова безліч. Перехід від одного варіанта до іншого або дискретно змінює значення вихідних параметрів, або приводить до таких якісних змін властивостей системи, що потрібно говорити взагалі про зміну самого набору вихідних параметрів.

Якщо структура системи визначена, то її вихідні параметри залежать тільки від параметрів елементів і параметрів зовнішніх умов, що визначають такі групи параметрів:

- внутрішні параметри – це параметри елементів;

- зовнішні параметри – це параметри зовнішнього стосовно об'єкта середовища, що здійснюють вплив на його функціонування.

Висновок. На кожному ієрархічному рівні вихідні параметри характеризують властивості системи, а внутрішні параметри – властивості елементів. При переході до нового рівня розгляду внутрішні параметри можуть стати вихідними і навпаки. Наприклад, опір резистора або лампи – внутрішній параметр при проектуванні електротехнічної схеми чи освітлювальної установки, але цей же опір буде вихідним параметром при розробці самого резистора.

Прикладом зовнішніх параметрів можуть служити параметри вхідних сигналів, наприклад навантаження, температура і вологість навколишнього середовища і т.п.

Якщо значення параметрів сприятливі на деякому рівні розгляду, то на цьому рівні вплив внутрішніх параметрів на функціонування об'єкта можна не враховувати, а це значить, що варіанти об'єкта – це варіанти структури. Тому безліч варіантів об'єкта в цих умовах є розрахунковою безліччю і моделювання на даному рівні полягає у виборі варіанта з деякого дискретного ряду.

Об'єкти при такому розгляді називають об'єктами з дискретним описом (дискретні об'єкти). Тоді якщо на даному рівні розгляду враховуються реальні значення внутрішніх параметрів, то об'єкт називають об'єктом з безперервним описом (безперервним об'єктом).

Приклади дискретних об'єктів: освітлювачі при вирішенні задач розміщення модулів і трасування міжз’єднань; технологічний процес механічної обробки деталі при розробці маршрутів.

Приклади безперервних об'єктів: принципова електрична схема підсилювача світлотехнічної установки; корпус запобіжника.

Подібний розподіл об'єктів на дискретні й безупинні викликаний тим, що характер задач, розв'язуваних при моделюванні, виявляється різним:

- для дискретних об'єктів основне завдання – це завдання синтезу структур;

- для безперервних об'єктів – це задача параметричної оптимізації.

У багатьох випадках розподіл об'єктів на дискретні й безперервні суб'єктивно не пов'язаний з етапом моделювання. Наприклад, принципова електрична схема при виборі конфігурації – дискретний об'єкт, а при розрахунку параметрів – безперервний об'єкт.

Позначимо - вектор вихідних параметрів деякої системи;

- вектор внутрішніх параметрів;

- вектор зовнішніх параметрів,

Тоді вигляд функціональної залежності визначається структурою системи. Як правило, ця залежність невідома проектувальнику в явному вигляді, а задається в алгоритмічній формі, наприклад, через чисельне вирішення системи рівнянь.

^

Класифікація об'єктів


Ми установили, що відповідно до блочно-ієрархічного підходу об'єкти поділяються на системи й елементи; за характером математичного опису – на дискретні й безупинні, а з розглянутих параметрів випливає розподіл об'єктів на вироби і процеси.

Особливе місце серед розглянутих процесів займають процеси технологічні й обчислювальні. Наприклад, задачі розробки матзабезпечення ЕОМ відносяться до задач моделювання обчислювальних процесів. Крім розглянутих ознак розподілу об'єктів існують і інші, наприклад, системи і їх елементи з фізичних основ пристроїв і роботи поділяють на механічні, гідравлічні, пневматичні, електричні та ін. Як показав досвід, функціонування багатьох систем не може бути повністю описане в термінах якої-небудь однієї науково-технічної дисципліни, тому що в них важливу роль відіграють процеси різної фізичної природи. Такі системи називаються системами з фізичними різнорідними елементами.

Приклади таких систем: електродвигуни, оптико-електронні пристрої, теплообмінні апарати та ін.

При аналізі подібних систем виділяють цілі підсистеми: механічну, електричну, теплову та ін.

Наприклад, у світлотехнічній установці основною підсистемою є електрична, тому що з її допомогою реалізуються корисні для людини функції, а саме здійснюється переробка інформації. Однак у світлотехнічній установці, крім електричних процесів, протікають теплові, що впливають на електричні процеси. Цією обставиною і викликана необхідність дослідження не тільки електричної, але і теплової підсистеми. В окремих випадках допустимий автономний аналіз різних підсистем однієї системи, але частіше потрібен облік взаємообумовлених процесів різної природи. Наприклад, внутрішні параметри електричної підсистеми світлотехнічної установки залежать від температури, тому що остання впливає на величини струмів, напруг і потужностей розсіювання в елементах. У свою чергу, потужність, що розсіюється, впливає на температуру конструктивних елементів. Існують системи, в яких не можна виділити одну головну підсистему, наприклад, у гідроприводах і гідравлічна, і механічна в однаковій мірі є основними підсистемами.




Схожі:

Лекція 1 iconСхема аналізу лекції
Тип лекції (вступна; інформаційна (тематична); заключна (підсумкова); оглядова; нетрадиційна (наприклад, лекція-брифінг, лекція-конференція,...
Лекція 1 iconМ. П. Драгоманова удк 372. 878 Падалка Галина Микитівна Лекція
Лекція з авторського курсу «Теорія І методика викладання мистецьких дисциплін» на тему: «Принципи навчання мистецтва»
Лекція 1 iconЗвіт заступника декана факультету журналістики про виховну роботу за 2010/2011 н р. № Заходи Назва заходу Дата
Шевченківські дні. Лекція про творчість Т. Г. Шевченка публічна лекція «Шевченко І сучасність»
Лекція 1 iconЛекція 3 Лекція основна форма проведення навчальних занять у вищому навчальному закладі, призначених для засвоєння теоретичного матеріалу
У вищих навчальних закладах (скорочено) Повний текст Положення знаходиться на сайті Міністерства освіти І науки України (
Лекція 1 iconЛекція №3 Культура публічної монологічної мови План Сутність І специфіка публічної монологічної мови
Основні жанри усного публічного монологічного мовлення (доповідь, лекція, промова, виступ, повідомлення)
Лекція 1 iconЛекція 1 вступна лекція з курсу „охорона праці Питання: 1 Значення питань охорони праці в суспільстві. 2 Нормування І контроль у галузі охорони праці
Гост 12 005-88 ссбт. „Общие санитарно – гигиенические требования к воздуху рабочей зоны”
Лекція 1 iconЛекція як основна форма організації навчального процесу у вищому навчальному закладі: методика підготовки та проведення
Флоренський Павло Олександрович відомий фізик, математик, богослов, філософ, професор дає таке визначення лекції: Суть лекції наукове...
Лекція 1 iconЛекція 14. Clearscada інструмент об'єктного проектування систем керування технологічними процесами Усі представлені в наш час scada системи, по суті, недалеко пішли
Лекція 14. Clearscada інструмент об'єктного проектування систем керування технологічними процесами
Лекція 1 iconЛекція на тему: Основи управління кредитним ризиком банку
Савченко Тарас Григорович Лекція на тему: Основи управління кредитним ризиком банку
Лекція 1 iconЛекція №6. Основи html. Зображення у html зображення говорить більше ніж тисяча слів чи це так? Різні типи зображень в Web змістовні й фонові зображення Елемент іmg І його атрибути
Довідаємось, як додавати у Web-документи візуальну інформацію І як І коли використовувати рядкові зображення для застосування інформаційних...
Лекція 1 iconЛекція Системи автоматизованого проектування І їх місце серед інших автоматизованих систем Етапи життєвого циклу промислових виробів
Лекція Системи автоматизованого проектування І їх місце серед інших автоматизованих систем
Додайте кнопку на своєму сайті:
Документи


База даних захищена авторським правом ©zavantag.com 2000-2013
При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання відкритою для індексації.
звернутися до адміністрації
Документи