Построение автоматизированных моделей систем по эквивалентным схемам методами аналогий и теории графов

• Автор: Фельк, Зинаида Александровна
• Шифр специальности: 05.13.12
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Челябинск
• Количество страниц: 292 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

1.ПРОБЛЕМА МОДЕЛИРОВАНИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ

1.1. Анализ процесса моделирования систем

1.2. Математические модели технических систем

1.2.1. Иерархия математических моделей

1.2.2. Требования, предъявляемые к математическим моделям.

1.3. Анализ методологии моделирования систем.

1.4. Исследование проблемы автоматизации моделирования систем

1.5. Объектноориентированный подход в моделировании технических систем

1.6. Постановка задачи диссертационной работы

Выводы по главе

2. ПОСТРОЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ МЕТОДА АНАЛОГИЙ И ТЕОРИИ ГРАФОВ
2.1. Методика моделирования систем с использованием метода аналогий
2.2. Построение математической модели подсистемы на примере электрической подсистемы
2.2.1. Описание фундаментального покрывающего дерева
2.2.2. Математическая модель электрической подсистемы.
2.3. Особенности математического аппарата для решения дифференциальных
и алгебраических уравнений в модели системы.
2.3.1. Методы анализа статических режимов.
2.3.2. Обзор численных методов решения систем линейных алгебраических уравнений
2.3.3. Численные методы решения нелинейных алгебраических уравнений.
2.3.4. Численные методы решения систем нелинейных алгебраических уравнений.
2.3.5. Методы численного интегрирования систем обыкновенных дифференциальных уравнений
Выводы по главе
3. МЕТОДИКА АВТОМАТИЗАЦИИ ПОСТРОЕНИЯ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ
3.1. Математическое описание системы, основанное на матрице М
3.2. Выбор программных средств для автоматизации моделирования технических систем.
3.2.1. Реализация объектноориентированного подхода в моделировании систем.
3.2.2. Преимущества использования объектноориентированных систем программирования
3.3. Программный комплекс ix
3.3.1. Формирование матрицы М.
3.3.2. Переходные процессы в системе
3.3.3. Описание работы программного комплекса ix.
3.3.3.1. Ввод данных
3.3.3.2. Вывод значений.
3.3.3.3. Учет погрешности методов, используемых в ix М.
3.3.3.4. Ограничения по формату и количеству входных данных.
3.3.3.5. Учет нулевых элементов.
3.3.3.5. Ввод нестационарных элементов
3.3.3.6. Ввод нелинейных элементов.
3.3.4. Модификация метода НьютонаРафсона и ХукаДживса для учета нелинейных элементов в программном комплексе ix.
Выводы по главе.
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКИХ СИСТЕМ С ПОМОЩЬЮ
ПРОГРАММНОГО КОМПЛЕКСА МАТЮХМ
4.1.Моделирование электрической системы 5го порядка с топологическими вырождениями
4.1.1. Моделирование электрической системы программе ЯЬ.
4.1.2. Моделирование электрической системы в программном комплексе МаШхМ
4.1.3. Анализ полученных результатов
4.2. Моделирование электромеханической системы.
4.2.1. Моделирование электромеханической системы в программе ЯЬ
4.2.2 Моделирование электромеханической системы в программном
комплексе МаШхМ.
4.2.3. Анализ полученных результатов
4.3. Моделирование информационной цепи ответов обслуживающего персонала провайдера сети
4.3.1. Моделирование информационной цепи в программе ЯЬ.
4.3.2. Описание процесса моделирования в программном комплексе МаНчхМ.
4.3.3. Анализ полученных результатов
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ.
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


На их основе могут быть построены имитационные модели, отражающие поведение моделируемого объекта при заданных меняющихся во времени внешних воздействиях, воспроизводящие различные способы управления качеством функционирования и пр. Фазовые модели модели, в которых фигурируют фазовые переменные. Если предмет исследования процессы функционирования объекта переменные в моделях функции времени, то фазовые модели называют имитационными моделями. Факторная модель модель вида Р, У 0. Ряд признаков классификации связан с особенностями уравнений, составляющих математическую модель. В зависимости от линейности или нелинейности уравнений модели делят на линейные и нелинейные. В зависимости от того, учитывают уравнения модели инерционность процессов в объекте или не учитывают, различают модели динамические и статические, зависят ли коэффициенты математической модели от времени, различают стационарные и нестационарные модели. Модели можно условно разделить на две группы материальные и идеальные, и, соответственно различать предметное и абстрактное моделирование. Основными разновидностями предметного моделирования являются физическое и аналоговое моделирование. Физическим принято называть такое моделирование макетирование, при котором реальному объекту ставится в соответствие его увеличенная или уменьшенная копия. Эта копия создается на основе теории подобия, что и позволяет утверждать, что в модели сохранились требуемые свойства. Аналоговое моделирование основано на замене исходного объекта объектом другой физической природы, обладающим аналогичным поведением. Колебания и резонанс можно изучать и с помощью механических систем, и с помощью электрических цепей. При аналоговом моделировании важно увидеть в объектезаменителе нужные черты и правильно их интерпретировать. Обычно для объектов с аналогичным поведением можно использовать одну и ту же математическую модель . Моделирование широко распространено и в науке, и в технике. Процесс моделирования состоит из трех стадий формализации переход от реального объекта к модели, моделирования исследование и преобразования модели, интерпретации перевод результатов моделирования в область реальности, связь этих понятий представлена на рис. Моделирование Рис. При этом моделирование как процесс неотъемлемая составляющая целенаправленной деятельности. Организующим элементом такой деятельности является цель образ желаемого будущего, т. Деятельность осуществляется по определенному плану в чем проявляется ее системность, по алгоритму. Такой алгоритм это образ будущей деятельности, т. Алгоритм деятельности редко является жестко заданным, необходим учет того, что происходит на промежуточных этапах, оценка текущих результатов деятельности, и выбор следующего шага из числа возможных. Для этого необходимо сравнивать последствия всех возможных шагов, т. Известный тезис цель как модель в данном случае означает, что модель является не просто образом оригинала, а целевым его отображением, из чего следует множественность моделей одного объекта. Процесс создания модели объекта часто является сутью процесса проектирования. С другой стороны, моделирование может выступать и как оценка результата проектирования. Моделирования без проектирования не существует. На основе моделей решаются задачи надежности и оптимального выбора параметров технических устройств. Существенные успехи были достигнуты в области моделирования электрических цепей электрических и радиоэлектронных схем. Как правило, схему представляют набором элементарных компонентов и эквивалентных схем, для сложных компонентов в форме ориентированного графа , на основании которого автоматически строится математическая модель . Основу современных программ составляет использование матричнотопологических методов , 0, метода переменных состояния 2, а также табличных методов, основанных на неявной аппроксимации производных в дифференциальных уравнениях . Для повышения эффективности вычислительного процесса разработаны приемы решения систем с разреженными матрицами, а также приемы оптимизации схемы вычислений путем исследования топологической структуры матриц 0. Метод электрических аналогий , , 9 позволяет в ряде случаев использовать программы для анализа систем неэлектрического характера .