Понятие о моделировании. Классификация видов моделирования объектов и систем. Основные этапы моделирования

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/.

		Математическое
Аналитическое		Компьютерное
Численное		Имитационное		Статистическое

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.

Дата добавления: 2015-08-18