Page 1

Введение в моделирование


Основные понятия

Моделирование представляет собой один из основных методов познания, является формой отражения действительности и заключается в выяснении или воспроизведении тех или иных свойств реальных объектов, предметов и явлений с помощью других объектов, процессов, явлений, либо с помощью абстрактного описания в виде изображения, плана, карты, совокупности уравнений, алгоритмов и программ.


Основные понятия Моделирование - метод исследования свойств одного объекта посредством изучения свойств другого объекта, более удобного для исследования и находящегося в определенном соответствии с первым объектом. Модель – способ замещения реального объекта, используемый для его исследования, когда натуральный эксперимент невозможен, дорог, опасен, долговременен.


Примеры моделей  Поскольку исследование ситуации, которая может наступить, вследствие

массированного применения ядерного оружия небезопасна для человека, то её изучали на модели. Моделирование проводилось в конце 80-х годов независимо нашими и американскими учеными, был получен одинаковый результат: ядерная зима и т.д.

 Поскольку проведения эксперимента на ветроустойчивость небоскрёбов на

реальных зданиях слишком дорого, то изучают макеты зданий в аэродинамической трубе. Примером может служить история, произошедшая в г. Бостон (США), где после строительства нового 60-и этажного здания пришлось сменить все окна, что обошлось в 7 млн. долларов. Как исправить просчет проектировщиков выявили после испытания макета здания в аэродинамической трубе, изучив особенности ветровых нагрузок на стены здания.

 Поскольку процесс обработки металлов взрывом скоротечен во времени, то

его изучают на модели в увеличенном масштабе времени, а процесс коррозии в уменьшенном; атом - в увеличенном масштабе пространства, а космогонические процессы - в уменьшенном масштабе пространства, поскольку при проектировании объекта он попросту не существует, то исследование его будущих свойств ведется на модели.


Примеры моделей


Классификация моделей по целям моделирования


Задачи решаемые при моделировании Воздействие

Управление

Модель объекта

Реакция

(параметры модели) Обратная связь

Задачи

Уравнение

Параметр

Воздействие

Реакция

Анализ - прямая

?

Анализ - обратная

?

Синтез - обратная

?

Индуктивная

?

?


Классификация видов моделирования


Классификация по параметрам моделей


Классификация по законам функционирования моделей


Этапы моделирования

Процесс моделирования включает несколько этапов: 1 этап. Постановка задачи и определение свойств реального объекта, подлежащих исследованию.

2 этап. Констатация затруднительности или невозможности исследования реального объекта. 3 этап. Выбор модели, хорошо фиксирующей основные свойства объекта с одной стороны и легко поддающейся исследованию с другой. Модель должна отражать основные свойства объекта и не должна быть громоздкой. 4 этап. Исследование модели в соответствии с поставленной целью (проведение экспериментов). 5 этап. Проверка адекватности объекта и модели. Если нет соответствия, то необходимо повторить первые четыре этапа . 6 этап. Окончательный выбор модели.


Классический подход построения моделей

Реальный объект, подлежащий исследованию, разбивается на отдельные компоненты Дi, и выбираются определенные цели формирования отдельных компонентов модели. Затем, на основе исходных данных, создаются компоненты модели, совокупность которых с учетом их взаимоотношений объединяется в модель.

Метод является индуктивным, т.е. построение модели происходит от частного к общему (от отдельных компонентов к полной модели). Классический подход используется для моделирования относительно простых систем (например, САУ).


Системный подход построения моделей Суть метода заключается в том, чтобы на основе исходных данных Д, которые известны из анализа внешней среды, с учетом ограничений, которые накладываются на систему, и в соответствии с поставленной целью формируются требования к модели объекта. На базе этих требований строятся подсистемы моделей, которые в свою очередь набираются из элементов модели. С помощью критериев выбора осуществляют выбор наилучшей модели. Формирование модели происходит слева на право, общая цель разбивается на определенные требования, по каждому требованию формируется подсистема. Системный подход очень удобен и реализуем для сложных систем.


Способы создания моделей

1 Теоретический –предполагает создание модели на основе известных законов физики, механики, описывающих основные с точки зрения поставленной цели процессы, происходящие в объекте.

2 Экспериментальный (или идентификация) предполагает построение модели на основе результатов эксперимента, проведенного с реальным объектом.

Моделирование систем (введение)  

Моделирование систем (введение)

Read more
Read more
Similar to
Popular now
Just for you