rpd000013530 (1011009), страница 2

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 2)

Тематика:

Трудоемкость(СРС): 19

Прикрепленные файлы: Моделирование систем и процессов-курсовая.docx

Типовые варианты:

1. Рубежный контроль

1. Промежуточная аттестация

1. Экзамен (5 семестр)

Прикрепленные файлы: Моделирование систем и процессов.docx

1. УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ И ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

а)основная литература:

1.Моделирование процессов и систем: Учеб. пособие / В.Л. Волков; Нижегород. гос. техн. ун-т. Н.Новгород, 2005. 80 с.

2.Волков В.Л. Моделирование процессов и систем в приборостроении: Учебное пособие для студентов технических специальностей дневной, вечерней и заочной форм обучения / Арзамас, АПИ НГТУ, 2008. – 143 с.

3.Прикладные задачи моделирования динамических процессов и систем. Практические работы на компьютере. Метод. указания / НГТУ; Сост.: В.Л. Волков. Н. Новгород, 2000. 32 с.

б)дополнительная литература:

1.Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 в математике и моделировании. Серия «Библиотека профессионала». – М.: СОЛОН-Пресс, 2005. – 576 с.

2.Практическое руководство по решению некоторых вычислительных задач с использованием Microsoft Excel: учеб. пособие/ - М.: РЧТУ им. Д.И. Менделева, 2006. – 68 с.

в)программное обеспечение, Интернет-ресурсы, электронные библиотечные системы:

ППП Matlab, Microsoft Excel

1. МАТЕРИАЛЬНО-ТЕХНИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ

Компьютерный класс

Приложение 1
к рабочей программе дисциплины
«Моделирование систем и процессов »

Аннотация рабочей программы

Дисциплина Моделирование систем и процессов является частью Математического и естественно-научный цикл дисциплин подготовки студентов по направлению подготовки Проектирование, производство и эксплуатация ракет и ракетно-космических комплексов. Дисциплина реализуется на 6 факультете «Московского авиационного института (национального исследовательского университета)» кафедрой (кафедрами) 610.

Дисциплина нацелена на формирование следующих компетенций: ПК-4 ,ПК-6.

Содержание дисциплины охватывает круг вопросов, связанных с: установлением роли и места моделирования как этапов проектирования и отработки ЛА; изучением принципов и методов построения математических моделей (ММ) процессов в ЛА и самих систем; изучением моделей сигналов и систем; изучением методов идентификации и проверки адекватности моделей; овладением современными ППП и интегрированными системами и средами, используемыми при пмоделировании на ПЭВМ.

Преподавание дисциплины предусматривает следующие формы организации учебного процесса: Лекция, мастер-класс, Практическое занятие, Лабораторная работа.

Программой дисциплины предусмотрены следующие виды контроля: промежуточная аттестация в форме Экзамен (5 семестр).

Общая трудоемкость освоения дисциплины составляет 4 зачетных единиц, 144 часов. Программой дисциплины предусмотрены лекционные (8 часов), практические (18 часов), лабораторные (24 часов) занятия и (67 часов) самостоятельной работы студента.

Приложение 2
к рабочей программе дисциплины
«Моделирование систем и процессов »

Cодержание учебных занятий

1. Лекции

1.1.1. Роль математического моделирования при проектировании ЛА (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.1.2. Математическое моделирование (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.1.3. Процессы и их свойства (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1.1.4. Модели динамических систем и информационных процессов (АЗ: 2, СРС: 2)

Тип лекции: Информационная лекция

Форма организации: Лекция, мастер-класс

1. Практические занятия

1.1.1. Примеры моделей (АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.2. Законы распределения случайных величин (АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.3. Исследование характеристик случайных процессов (спектральная функция) (АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.4. Оценивание дисперсии стохастического процесса (АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.5. Расчет частоты спектра и периода дискретности стохастического процесса (АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.6. Оценивание дисперсии процесса на выходе динамической системы (АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.7. Статистическая обработка экспериментальных данных (АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.8. Аппроксимация экспериментальных данных (АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1.1.9. Решение нелинейных уравнений. Операции с матрицами и решение систем линейных алгебраических уравнений в Excel (АЗ: 2, СРС: 2)

Форма организации: Практическое занятие

1. Лабораторные работы

1.1.1. Математическое обеспечение ПЭВМ при моделировании (АЗ: 4, СРС: 4)

Форма организации: Лабораторная работа

1.1.2. Организация и методология моделирования сложных технических систем (АЗ: 4, СРС: 6)

Форма организации: Лабораторная работа

1.1.3. Модели динамических систем и информационных процессов (АЗ: 8, СРС: 6)

Форма организации: Лабораторная работа

1.1.4. Случайные процессы (АЗ: 8, СРС: 6)

Форма организации: Лабораторная работа

1. Типовые задания

Приложение 3
к рабочей программе дисциплины
«Моделирование систем и процессов »

Прикрепленные файлы

Моделирование систем и процессов-курсовая.docx

В данном курсовом проекте рассматривается задача о машинном моделировании процесса взаимодействия между тремя проектировщиками и центральной ЭВМ. Проводится анализ этой системы и формализация ее в терминах Q-схем, а также приведена программа моделирующего алгоритма и математическое описание системы. Проводится сравнительный анализ аналитического и имитационных методов исследования.

В настоящей курсовой работе рассматривается проблема моделирования процессов в Q-схемах–одном из важнейших, с точки зрения применения на практике, классов математических схем, разработанных для формализации процессов функционирования систем массового обслуживания (СМО) в теории массового обслуживания. Предметом изучения в теории массового обслуживания являются системы, в которых появление заявок (требований) на обслуживание и завершение обслуживания происходит в случайные моменты времени, т. е. характер их функционирования носит стохастический характер. Следует отметить, что СМО описывают различные по своей физической природе процессы функционирования экономических, производственных, технических и других систем, например потоки поставок продукции некоторому предприятию, потоки деталей и комплектующих изделий на сборочном конвейере цеха, заявки на обработку информации в ЭВМ от удаленных терминалов и т. д. Основная часть.

Постановка задачи.

САПР состоит из ЭВМ и трех терминалов. Каждый из проектировщиков формирует задания на расчет в интерактивном режиме. Набор строки задания занимает 10±5с. После набора 10 строк задание считается сформированным и поступает на рещение, при этом в течение 10±3с ЭВМ прекращает принимать другие задания. Анализ результата занимает у проектировщиков 30 с, после чего цикл повторяется. Данные по всем проектировщикам одинаковы.

Смоделировать работу системы в течение 6 часов. Определить вероятность простоя проектировщика из-за занятости ЭВМ и коэффициент загрузки ЭВМ. Возможные пути исследования.

Для изучения Q-схем используются два подхода: аналитический и имитационный. При аналитическом подходе подлежащая анализу схема описывается с помощью формул, отражающих зависимости между ее различными параметрами. Однако, следует отметить, что разработанные методы аналитического изучения Q-схем подходят далеко не для каждой конкретной системы, они пригодны лишь для систем общего типа. Поэтому при аналитическом изучении систем их необхродимо упрощать до систем основных типов, что в последствии конечно-же сказывается на результатах исследования. При имитационном подходе ставится эксперимент на машинной модели системы, которая предварительно реализуется на одном из созданных специально для этого языков имитационного моделирования (например, SIMULA, SIMSCRIPT, GPSS и др. ) или на языке общего назначения (BASIC, PASCAL, FORTRAN, C++ и др. ).

Этап моделирования.
Разработка Q-схемы системы.

Учитывая условие, построим структурную схему данной системы.

Рис. 1 Структурная блок-схема системы.

При рассмотрении структурной схемы можно построить временную диаграмму, более наглядно отображающую процесс функционирования системы.

Рис. 2 Временная диаграмма.
На временной диаграмме:

оси 1, 2, 3 – возникновение заявки соответственно у 1-го, 2-го или 3? го проектировщика; ось 4 – обработка заявок проектировщиков на ЭВМ.

Данная временная диаграмма показывает практически все особые состояния, которые могут произойти в системе и которые необходимо учесть при построении моделирующего алгоритма.

Так как, по сути, описанные процессы являются процессами массового обслуживания, то для формализации задачи используем символику Q? схем [2]. В соответствии с построенной концептуальной моделью и символикой Q? схем структурную схему данной СМО (рис. 1) можно представить в виде, показанном на рис. 3, где И– источник, К – канал.

Рис. 3 Структурная схема системы в символике Q-схем.

Источники И1, И2, И3имитируют поступление заявок от проектировщиков 1, 2 и 3 соответственно. Канал К1 имитирует процесс обработки заявок на центральной ЭВМ. Если канал К1 занят, то клапан 1 закрыт. Источники генерируют заявки, идущие затем на ЭВМ. Если ЭВМ занята, то заявка остается в источнике дожидаться своей очереди на обработку.

Необходимо отметить, что в исходной постановке данную задачу можно решить только методом имитационного моделирования. Для решения одним из аналитических методом, базирующихся на теории массового обслуживания, ее следует предварительно упростить, что, естественно, скажется на точности и достоверности полученных результатов.

После формализации задачи можно переходить к построению моделирующего алгоритма.

Моделирующий алгоритм должен адекватно отражать процесс функционирования системы и в то же время не создавать трудностей при машинной реализации модели. При этом моделирующий алгоритм должен отвечать следующим основным требованиям: обладать универсальностью относительно структуры, алгоритмов функционирования и параметров системы;

обеспечивать одновременную и независимую работу необходимого числа элементов схемы;

укладываться в приемлемые затраты ресурсов ЭВМ для реализации машинного эксперимента;

проводить разбиение на автономные логические части;

гарантировать выполнение рекуррентного правила – событие, происходящее в момент времени tkможет моделироваться только после того, как промоделированы все события, произошедшие в момент времени, произошедшие в момент времени tk-1< tk. При этом необходимо иметь в виду, что появление одно заявки входящего потока в некоторый момент времениti может вызвать изменение состояния не более чем одного из элементов Q-схемы, а окончание обслуживания заявки в момент времениti в некотором канале (К) может привести в этот момент к последовательному изменению состояний нескольких элементов (Н и К), т. е. будет иметь место процесс распространения смены состояний в направлении, противоположном движению заявок.

Известно, что существуют два основных принципа построения моделирующих алгоритмов: “принцип Dt” и “принцип dz”. При построении моделирующего алгоритма Q-схемы по “принципу Dt”, т. е. алгоритма с детерминированным шагом, необходимо для построения адекватной модели определить минимальный интервал времени между соседними состояниямиDt’ = {ui} (во входящих потоках и потоках обслуживания) и принять, что шаг моделирования равенDt’. В моделирующих алгоритмах, построенных по “принципу dz”, т. е. в алгоритмах со случайным шагом, элементы Q-схемы просматриваются при моделировании только в моменты особых состояний (в моменты появления из И изменения состояний К). При этом длительность шагаDt = var зависит как от особенностей самой системы, так и от воздействий внешней среды. Моделирующие алгоритмы со случайным шагом могут быть реализованиы синхронным и асинхроным способами. При синхронном способе один из элементов Q-схемы выбирается в качестве ведущего, и по нему“синхронизируется”весь процесс моделирования. При асинхронном способе построения моделирующего алгоритма ведущий (синхронизирующий) элемент не используется, а очередному шагу моделирования (просмотру элементов Q-схемы) может соответствовать любое особое состояние всего множества элементов И, Н, К. при этом просмотр элеменов Q-схемы организовани так, что при каждом особом состоянии либо циклически просматриваются все элементы, либо спорадически, - только те, которые могут в этом случае изменить свое состояние.

Разработка моделирующего алгоритма и машинная реализация.

Разработку моделирующего алгоритма удобно производить в 2 этапа: разработка укрупненного алгоритма;

разработка детального алгоритма.

Характеристики

Список файлов учебной работы