Моделирование при проектировании информационно-управляющих систем - Учебное пособие

Модель объекта необходима для проектирования и проведения исследований разного назначения, особенно при решении задач, связанных с проектированием информационно-управляющих систем. Например, с помощью модели можно осуществить поиск некоторых входных параметров и состояния объекта, которые обеспечат экстремальное значение выходного параметра.Любой производственный комплекс, учреждение, социальный объект и прочее можно представить как систему, на вход которой подано управление Х, а с выхода снимается выходной параметр Y. Состояние системы описывается вектором Z, как это показано на рис.1.2.Существует большое количество определений понятия «модель». Определим математическую модель как упрощенное отображение существенных сторон реальной системы, выраженное в математической форме и позволяющее математически описать правило (оператор) преобразования входных Х сигналов в выходные Y: Y=W(Х), где W - некоторая математическая модель системы.Наиболее общей формой классификации моделей является рассмотрение зависимостей между состояниями и параметрами сложной системы.Моделирующий алгоритм приближенно воспроизводит реальный процесс, функционирующий во времени. Имитируются элементарные явления, составляющие процесс, с сохранением их логической структуры и последовательности протекания во времени. Этот тип моделирования наиболее близок к натурному эксперименту [3]. Сущность рассматриваемого метода моделирования состоит в реализации на ЭВМ специального алгоритма, который воспроизводит формализованный процесс в сложной системе. Моделирующий алгоритм позволяет по исходным данным получить сведения о состоянии процесса в произвольные моменты времени. Такие модели называются имитационными, а процесс исследования систем на их основе с помощью ЭВМ - имитационным моделированием. Имитационное моделирование представляет собой определенную последовательность этапов решения задач: - изучение реальных систем; - составление содержательного описания процесса функционирования; - формулировка цели исследования; выбор основных критериев функционирования; - разбиение сложной системы на подсистемы; - построение формализованной схемы процесса функционирования; - построение математической модели системы; - планирование эксперимента и сбор исходных данных; - составление рабочей программы с учетом особенностей машины; - отладка программы; - осуществление моделирования; - обработка результатов; - выработка рекомендаций.Определение. Под динамической системой понимается объект, находящийся в каждый момент времени TIT в одном из возможных состояний IZ и способный переходить во времени из одного состояния в другое под действием внешних и внутренних причин. описание приема входного сигнала и изменения состояния под действием этого сигнала (модель в виде функции перехода);.Как было отмечено выше, проектирование автоматизированных систем, построение моделей начинается с формализации объекта. Формализация любого реального объекта или процесса содержит три этапа: содержательное описание, построение формализованной схемы процесса, построение математической модели процесса.