Читайте также:
|
Основным преимуществом имитационного моделирования по сравнению с аналитическим является возможность решения более сложных задач. Метод имитационного моделирования позволяет решать задачи анализа больших систем, включая задачи оценки: вариантов структуры системы, эффективности различных алгоритмов управления системой, влияния изменения параметров системы. Имитационное моделирование может быть положено также в основу структурного, алгоритмического и параметрического синтеза больших систем, когда требуется создать систему с заданными характеристиками при определённых ограничениях, которая является оптимальной по выбранным критериям оценки эффективности.
Комбинированное (аналитико-имитационное) моделирование при анализе и синтезе систем позволяет объединить достоинства аналитического и имитационного моделирования. При построении комбинированных моделей проводится декомпозиция процесса функционирования объекта на составляющие подпроцессы, и для тех из них, где это возможно, используются аналитические модели, а для остальных подпроцессов строятся имитационные модели. Такой комбинированный подход позволяет охватить качественно новые классы систем, которые не могут быть исследованы с использованием только аналитического и имитационного моделирования в отдельности.
При реальном моделировании используется возможность исследования различных характеристик либо на реальным объекте целиком, либо на его части. Отличие эксперимента от реального протекания процесса заключается в том, что в нём могут появиться отдельные критические ситуации. В ходе эксперимента вводятся новые факторы и возмущающие воздействия в процессе функционирования объекта.
Реальное моделирование подразделяется на натурное и физическое.
Натурным моделированием называют проведение исследования на реальном объекте с последующей обработкой результатов эксперимента на основе теории подобия. При функционировании объекта в соответствии с поставленной целью удаётся выявить закономерности протекания реального процесса. Разновидности натурного моделирования, как комплексные испытания, производственный эксперимент и натурный эксперимент, обладают высокой степенью достоверности.
Физическое моделирование отличается от натурного тем, что исследование проводится на установках, которые сохраняют природу явлений и обладают физическим подобием. В процессе физического моделирования задаются некоторые характеристики внешней среды и исследуется поведение либо реального объекта, либо его модели при заданных или создаваемых искусственно воздействиях внешней среды. Физическое моделирование может протекать в реальном и нереальном (псевдореальном) масштабах времени, а также может рассматриваться без учёта времени.
Реальное моделирование является наиболее адекватным, но при этом его возможности с учётом особенностей реальных объектов ограничены.
С точки зрения математического описания объекта и в зависимости от его характера модели можно разделить на модели аналоговые (непрерывные), цифровые (дискретные) и аналого-цифровые (комбинированные). Под аналоговой моделью понимается модель, которая описывается уравнениями, связывающими непрерывные величины. Под цифровой понимается модель, которая описывается уравнениями, связывающими дискретные величины, представленные в цифровом виде. Под аналого-цифровой понимается модель, которая может быть описана уравнениями, связывающими непрерывные и дискретные величины.
Особый вид моделирования – кибернетическое моделирование, в котором отсутствует непосредственное подобие между реальным объектом и моделью. В этом случае стремятся отобразить лишь некоторую функцию и рассматривают реальный объект как “чёрный ящик”, имеющий ряд входов и выходов, и моделируются некоторые связи между выходами и входами. Чаще всего при использовании кибернетических моделей проводят анализ поведенческой стороны объекта при различных воздействиях внешней среды. Таким образом, в основе кибернетических моделей лежит отношение некоторых информационных процессов управления, что позволяет оценить поведение реального объекта.
Моделирование объектов и процессов.
Для решения задач,которые ставит окружающий нас мир, используется моделирование. Моделирование –это процесс нахождения модели объекта или процесса и ее исследование в соответствии с установленными потребностями и целями т.е. с в соответствии с поставленной задачей Модель может рассматриваться как заменитель или подобие изучаемого объекта или явления.В ней учитываются только те свойства (признаки) объекта или процесса, которые являются значимыми (существенными) для данной задачи. Отсюда ясно,что моделей может быть несколько.В разных условиях существенными могут быть другие свойства или признаки – это говорит о неоднозначности моделей объектов. Модель строится для опосредованного познания объекта. К моделированию целесообразно прибегать, когда определены существенные свойства объекта. Требованием к модели является упрощение информации о моделируемом объекте в рамках предметной области т.е. где строится модель. Роль моделей и моделирования постоянно растет. Это не только исследование отдельных явлений и процессов, но и развитие сложных систем. В общем случае, рассмотрение сложного социального, финансового, производственного объекта предполагает изучение различных сторон его многоуровнего строения и внутренних процессов, то есть системной модели. Такая модель является совокупностью взаимосвязанных моделей иерархической структуры, отображающих разные аспекты объекта изучения. Построение иерархии упрощенных моделей сущностей физического, психического и социального, их развитие –путь к пониманию более сложных явлений.
Ключевые этапы моделирования:
1. формулирование задачи(Обоснование необходимости исследования оригинала посредством модели);.
2. разработка концептуальной модели, выявление основных элементов и их взаимосвязей;
3. формализация,переход к модели;
4. создание алгоритма и написание программы;
5. планирование и проведение компьютерных экспериментов;
6. анализ и интерпретация результатов.
Этап1. На первом этапе должны быть определены цели моделирования, объект изучения,предмет исследования,ограничения и условия проведения исследования оригинала. Объект изучения-подлежащий изучению объект или процесс физического, биологического, психического или социального типа. Примеры объектов и процессов, изучаемых моделированием, деталь, процесс, мыслительная способность человека.
Предмет изучения-стороны оригинала, характеризующие его состояние или развитие. Ограничения и условия определяются свойствами среды в конкретном объеме пространства-времени, в которых находится оригинал и степенью его изменчивости как объекта с заданными функциями.
Возможные цели моделирования:
- получение формульных зависимостей
- обоснование достоверности математических описаний объектов и
процессов
- оценка состояния натуры при тех или иных условиях во времени и
пространстве
- пассивная и активная идентификация (экспериментальное построение
модели по входным и выходным сигналам объекта)
- поиск оптимальных и рациональных характеристик натуры при
соблюдении принятых критериев
- выделение существенных факторов, влияющих на поведение объекта
- определение структуры объекта и классификация основных свойств
- обучение и тренировка
Цели моделирования должны быть обязательно определены на первом
этапе.
На втором этапе к разрабатываемым моделям предъявляются разные
требования:
-модель должна быть адекватной(характеризует степень достижения
поставленной цели)
- однозначно истолковываемой
- достаточно универсальной
- экономичной
При анализе и интерпретации результатов устанавливаются
количественные связи между свойствами модели и оригинала,
устанавливается соответствие модели оригиналу и достоверности
результатов моделирования.
Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 259 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Классификация видов моделирования систем | | | Задача 1 |