Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем (3-е изд., 2001) (1186218), страница 70
Текст из файла (страница 70)
рис. 8.6). Для возможности формализации более сложныхсистем требуется в пределах данного класса объектов (Q-схем)увеличение числа состояний перечисленных агрегатов, а для другихклассов систем — расширение набора агрегатов.Моделирующий алгоритм А-схемы. Укрупненная схема моделирующего алгоритма такой системы, представленной в виде А-схе301мы, приведена на рис. 8.31. В основу моделирования положенпринцип просмотра состояний модели в моменты скачков, т. е.«принцип oz» («принцип особых состояний»). Обработка каждогоособого состояния выполняется блоками 6 и 12. Работа такогоблока иллюстрируется схемой, представленнойна рис.
8.32,и сводится к выбору типа агрегата (АЕ, Ак, Ан, А? и Ас), длякоторого реализуется дальнейшее «продвижение» при моделировании.Схема моделирующего алгоритма, имитирующего воздействиена систему S внешней среды Е, показана на рис. 8.33, а. При этомопределяется, какое событие имело место, поступление или выдачасигнала из внешней среды, т.
е. заявки входного потока в А-схему(блок 6.2.1). При наступлении времени выдачи заявки она выдаетсяв .4-схему (блок 6.2.2) и генерируется интервал времени междумоментом поступления новой заявки (блок 6.2.3).Схемы моделирующих алгоритмов, имитирующих работу агрегатов 4 К и Ан, приведены на рис. 8.33, б, в соответственно.
РаботаС"уск)Г 1м 7/исходныхI данныхПуск "")УстановканачальныхданныхМОбработкаособогосостоянияагрегатаВыбор агрегата, имеющего сигналына ВходеQJIКОпределениеближайшегоособогосостояния[Прод8ижениесистемногобремениT^JLОбработка результатов моделированияния агрегата7^4ФиксацияПередача сиепромежутокиалоб междупых результатов агрегатамиI Вывав/резилыпатоА\мовелиро - I' ванияIСОстановРис. 8.31.
Укрупненная схема моделирующегоалгоритма А-схемы302Q Останов ^Рис. 8.32. Блок-схема алгоритма блока 6 (рис. 8.31)I ВыдатьI новую заявку| В А - схемуi"v| ГенерироватьI интервал мет\Эу заявкамиРис. 8.33. Схемы алгоритмовблока 6.1 (а); блока 6.5 (5);блока 6.4 {в); блока 6.5 (г);блока 6.6 (д) (рис. 8.36)этих схем полностью соответствуетописаниюпроцесса функционирования агрегатов Ак и Ан, показанных на рис. 8.30, б, в.Схемы работы агрегатов АТ и Ас, выполняющих вспомогательные функции сопряжения агрегатов, показаны на рис.8.33, г, д соответственно.Они реализуют взаимодействиеЕ основныхагрегатов А , Ак и Ан, разрешая или запрещая передПродолжение рис.
8.33ачу сигналов между нимив зависимости от ситуации с учетом правил обмена сигналамив А-схеме, описанных в § 2.7. При этом в схемах предусмотренотестирование ошибок (блоки 6.5.8 и 6.6.6), связанных с нарушениемпри задании исходных данных этих правил обмена сигналами вА-схеме.Из рассмотренного примера моделирования конкретной системы S (в данном случае заданной в виде Q-схемы) видно, чтоагрегативный подход является тем фундаментом, на котором базируется построение автоматизированной имитационной системы,303разработка ее внутреннегои внешнего математического и программного обеспеНет SM \уоэрчений.
При этом стандарт1ние назаявки ?ная форма математическоймодели исследуемого объекта позволяет не толькоунифицировать моделирующие алгоритмы, но иприменять также стандартНет В,ЧЗЗалрещ1ные методы обработкии анализа результатов моделирования, реализованные в виде специальныхбиблиотек программ [7, 10,12, 21].Применение агрегативНетного подхода при моделировании систем дает рядпреимуществ по сравнениюс другими, менее универсальными подходами.
Так,Нетагрегативный подход в сиВыдать сигналr-JM.Wлу модульной структурынакопительI Фиксироватьзаполнен "\nomepw заявки модели и дискретного характера обмена сигналамиГ-6.&.9дает возможность испольоставитьfolзаявкузовать внешнюю память8 очередьЭВМ для хранения сведений о моделируемых объектах, что в значительнойВА1ГВыдатьыОать.„степени снижает ограничения по сложности, возникающие при попытке предУВыЗать ЗаявкуI из накопителяставить процесс функционирования моделируемойсистемы S в целом как последовательность взаимосвязанных системных соПродолжение рис. 8.33бытий для записи его в виде моделирующего алгоритма или на языке имитационного моделирования.
При этом объем программ имитации мало зависит отсложности моделируемого объекта, которая определяет лишь числоопераций, требуемых для реализации машинной модели Мч, и объем памяти, необходмой для хранения сведений об ai регатах и ихв)ъ304связях. Важно, что такие имитационные программы позволяютпроводить их предварительнуюавтономную отладку и являютсяпрограммами многоразового использования, что повышает оперативность решения задач моделирования систем. При наличиитаких отлаженных программныхмодулей время подготовки к моделированию практически совпадает со временем формализациимоделируемой системы S в видеА-схемы и задания исходных данных.При агрегативном подходевозникают и некоторые трудности, например, связанные с организацией диалога пользователяс имитационной системой, так какпредставление моделируемой системы в виде А-схемы предполагает и структуризацию в соответствующем виде входных данных.Следовательно, пользователь, каки разработчик модели Мм, должен владеть языком агрегативных систем для решения своих задач.Продолжение рис.
8.33В перспективе агрегативныйподход создает основу для автоматизации машинных экспериментов. Такая автоматизация можетполностью или частично охватывать этапы формализации процессафункционирования системы S, подготовки исходных данных длямоделирования, планирования и проведения машинных экспериментов, обработки и интерпретации результатов моделирования. Процесс автоматизации моделирования будет постепенным и поэтапным. Решение задачи автоматизации создает перспективы применения моделирования в качестве инструмента для повседневной работы инженера-системотехника в сфере проектирования и эксплуатации информационных систем, систем сбора и обработки информации, систем автоматизации проектирования, систем автоматизации научных исследований и комплексных испытаний и т.
д.Таким образом, использование типовых математических схем,рассмотренных в данной главе на примере Q- и А-схем, позволяетформализовать процесс функционирования конкретной системы S,305Разрешить выдачу заявки понаправлению 2Продолжение рис.
8.33т. е. переход от концептуальной модели системы Мм к ее машинноймодели Мм. Типовые математические схемы при моделированииконкретных систем будут рассмотрены в гл. 10.Контрольные вопросы8.1. Какие основные блоки выделяются при построения иерархической моделисистемы?8.2. Какие существуют способы построения моделирующих алгоритмов Q-ехем"!8.3. Чем отличаются синхронный и асинхронный моделирующие алгоритмы Qсхем?8.4. В чем суть структурного подхода при моделировании систем на базе N-схелЯ8.5. Каковы особенности использования языков имитационного моделирования набазе N-схем"!8.6.
В чем заключаются особенности формализации процессов функционированиясистем на базе А-схелЛ8.7. Каково преимущество использования типовых математических схем при имитационном моделирования?ГЛАВА 9МОДЕЛИРОВАНИЕ ДЛЯ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙПРИ УПРАВЛЕНИИМашинное моделирование является эффективным инструментом исследования характеристик процесса функционирования сложных систем на этапе ихпроектирования. Но этим возможности этого метода не ограничиваются: в современных системах управления машинное моделирование используется непосредственно в контуре управления, на его основе решаются задачи прогнозирования для принятия решений по управлению объектом, т.
е. реализуютсяадаптивные системы управления. Построение таких адаптивных систем сталовозможным, с одной стороны, после решения ряда вопросов информационногоподхода к проблеме управления, а с другой стороны, после проработки задачмоделирования в реальном масштабе времени на современных ЭВМ с учетомограниченности ресурсов в системе управления объектом.9.1. ГНОСЕОЛОГИЧЕСКИЕ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ МОДЕЛИПРИ УПРАВЛЕНИИСоздание системы управления (СУ) различными объектами требует наличия большого объема информации как о самом объекте,так и о его входных и выходных переменных.
Эта информациянеобходима для построения адекватной модели СУ, на основекоторой может быть эффективно осуществлен процесс управления.При этом следует различать два вида информации, необходимойдля построения и совершенствования модели и СУ: априорнуюи текущую. Априорная информация об объекте управления (ОУ),его входных и выходных переменных, внутренних состояниях необходима для построения модели, по которой будет создаваться СУэтим объектом: выбираться структура, алгоритмы и параметры СУ,критерий функционирования.
Обычно для сложных вновь проектируемых ОУ отсутствует необходимая для создания СУ модель,и задача управления должна решаться в условиях недостаточнойили вовсе отсутствующей априорной информации об объекте. Речьидет об отсутствии информационной («управленческой») моделиОУ, устанавливающей взаимосвязь между выходными и входнымипеременными [41, 43, 54].Особенности системы управления. Проблема создания СУ неизбежно возникает при разработке ОУ и при их модернизации. Напервый взгляд может показаться, что в тех случаях, когда новая СУразрабатывается для уже давно функционирующей системы S, дли307тельное время находящейся в эксплуатации, положение с априорнойинформацией лучше и построение модели проще.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
