ВУЗ:
Составители:
Формализация системы осуществляется с помощью математической модели, отображающей связь
между выходными переменными системы, параметрами состояния и входными управляющими и воз-
мущающими воздействиями. Сложная система обычно формализуется как детерминированно-
стохастическая модель. С позиций системного анализа решаются задачи компьютерного моделирова-
ния, оптимизации, управления и оптимального проектирования био, химических и пищевых технологи-
ческих систем в масштабе цеха, предприятия. Сущность системного подхода состоит в том, что вся ин-
формация, получаемая в лабораториях, на опытно-промышленных установках, последовательно накап-
ливается и обогащается в процессе разработки полной математической модели технологической систе-
мы, которая затем используется для оптимизации того или иного производства.
Компьютерное моделирование есть процесс конструирования модели реального объекта (системы)
и постановки вычислительных экспериментов на этой модели с целью либо понять (исследовать) пове-
дение этой системы, либо оценить различные стратегии (алгоритмы), обеспечивающие функционирова-
ние данной системы. Таким образом, процесс компьютерного моделирования включает и конструиро-
вание модели, и ее применение для решения поставленной задачи: анализа, исследования, оптимизации
или синтеза (проектирования) технологических процессов и оборудования. Все эти задачи чрезвычайно
сложны и включают в себя почти бесконечное число элементов, переменных, параметров, ограничений
и т.д. Пытаясь построить точную модель, мы могли бы попытаться включить все эти элементы (явле-
ния) и потратить уйму времени, собирая мельчайшие факты, касающиеся любой ситуации, и устанавли-
вая связи между ними. Сходство модели с объектом, который она отображает, называется степенью
изоморфизма. Для того, чтобы быть изоморфной, модель должна удовлетворять двум условиям:
1) должно существовать однозначное соответствие между элементами модели и элементами представ-
ляемого объекта; 2) должны быть сохранены точные соотношения или взаимодействия между элемен-
тами.
Степень изоморфизма модели относительна, и большинство моделей скорей гомоморфны, чем изо-
морфны. Под гомоморфизмом мы понимаем сходство по форме при различии основных структур, при-
чем имеет место лишь поверхностное подобие между различными группами элементов модели и объек-
та. Гомоморфные модели являются результатом процессов упрощения и абстракции.
Основой успешной методики компьютерного моделирования должна быть тщательная отработка
моделей. Обычно, начав с очень простой модели, постепенно продвигаются к более совершенной ее
форме, отражающей сложную ситуацию более точно. Аналогии и ассоциации с хорошо построенными
структурами, по-видимому, играют важную роль в определении отправной точки этого процесса со-
вершенствования и отработки деталей. Этот процесс совершенствования и отработки связан с учетом
постоянного процесса взаимодействия и обратной связи между реальной ситуацией и моделью. Между
процессом модификации модели и процессом обработки данных, генерируемых реальным объектом,
имеет место непрерывное взаимодействие. Таким образом, искусство моделирования состоит в способ-
ности анализировать проблему, выделять из нее путем абстракции ее существенные черты, выбирать и
должным образом модифицировать предположения, характеризующие систему, а затем отрабатывать и
совершенствовать модель до тех пор, пока она не станет давать полезные для практики результаты.
Разработка и применение компьютерных моделей все еще в большей степени искусство, нежели
наука. Следовательно, как и в других видах искусства, успех или неудача определяется не столько
методом, сколько тем, как он применяется. Искусством моделирования могут овладеть те, кто обла-
дает оригинальным мышлением, изобретательностью и находчивостью, равно как и глубокими зна-
ниями систем и физических явлений, которые необходимо моделировать.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О МОДЕЛЯХ И
КОМПЬЮТЕРНОМ МОДЕЛИРОВАНИИ
Изучая сложные технологические объекты, процессы, аппараты и физико-химические явления,
мы не можем учесть все факторы: какие-то оказываются существенными, а какими-то можно пре-
небречь. При этом формируется модель объекта исследования. В процессе компьютерного модели-
рования исследователь имеет дело с тремя объектами: системой (реальной, проектируемой,
воображаемой), математической моделью и программой ЭВМ, реализующей алгоритм решения
уравнений модели. Традиционная схема компьютерного моделирования, как единого процесса
построения и исследования модели, имеющего соответствующую программную поддержку, может
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 4
- 5
- 6
- 7
- 8
- …
- следующая ›
- последняя »
