Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Структурні і функціональні моделі.






Різні особливості і ознаки математичних моделей (MM) лежать в основі їх типізації (або класифікації). Серед таких ознак виділяють характер відображуваних властивостей технічного об'єкту (ТО), ступінь їх деталізації, способи одержання та подання ММ.

Один з істотних ознак класифікації пов'язані з відображенням у ММ тих чи інших особливостей ТО. Якщо ММ відображає пристрій ТО і зв'язку між складовими його елементами, то її називають структурною математичною моделлю. Якщо ж ММ відбиває фізичні, механічні, хімічні або інформаційні процеси, які супроводжують роботу ТО, то її відносять до функціональних математичних моделей. Ясно, що можуть існувати і комбіновані ММ, які описують як функціонування, так і внутрішню структуру ТО. Такі ММ природно називати структурно-функціональними математичними моделями.

Структурні ММ ділять на топологічні та геометричні, складові два рівні ієрархії ММ цього етапу. Перші відображають склад ТО і зв'язки між його елементами. Топологічну ММ доцільно застосовувати на початковій стадії дослідження складного за структурою ТО, що складається з великої кількості елементів, перш за все для уточнення їх взаємозв'язку. Така ММ має форму графів, таблиць, матриць, списків і т.п., і її побудови звичайно передує розробка структурної схеми ТО.

Геометрична ММ додатково до інформації, представленої в топологічній ММ, містить відомості про форму та розміри ТО і його елементах, про їх взаємне розташування. У геометричну ММ зазвичай входять сукупність рівнянь, ліній і поверхонь а також алгебраїчні співвідношення, які визначають належність областей простору тілу ТО або його елементам. Таку ММ іноді задають координатами деякої множини точок, за якими інтерполяцією можна побудувати обмежені області або лінії поверхні. Межі області задають і кінематичними способом: лінію - як траєкторію руху точки, а поверхню - як результат переміщення лінії. Можливо подання форми і розмірів області сукупністю типових фрагментів досить простої конфігурації. Такий спосіб характерний, наприклад, для методу кінцевих елементів [1], широко використовується в математичному моделюванні.

Геометричні ММ знаходять застосування при проектуванні ТО, розробки технічної документації та технологічних процесів виготовлення деталей (наприклад, на верстатах з числовим програмним управлінням).

Функціональні ММ складаються з співвідношень, що пов'язують між собою фазові змінні, тобто внутрішні, зовнішні і вихідні параметри ТО. Функціонування складних ТО нерідко вдається описати лише за допомогою сукупності його реакцій на деякі відомі (або задані) вхідні дії (сигнали). Таку різновидність функціональної ММ відносять до типу чорного ящика і зазвичай називають імітаційною математичної моделлю, маючи на увазі, що вона лише імітує зовнішні прояви функціонування не розкриваючи і не описуючи істоти процесів, що протікають в ньому. Імітаційні ММ знаходять широке застосування у технічній кібернетиці (від грецького слова керую кермом) - науковому напрямку, що вивчає системи управління складними ТО.

За формою подання імітаційна ММ є прикладом алгоритмічної математичної моделі, оскільки зв'язок в ній між вхідними і вихідними параметра ми ТО вдається описати лише у формі алгоритму, придатного для реалізації у вигляді ЕОМ-програми. За цією ознакою за типом алгоритмічних відносять більш широкий клас як функціональних, так і структурних ММ. Якщо зв'язки між параметрами ТО можна виразити в аналітичній формі, говорять про аналітичні математичні моделі. При побудові ієрархії ММ одного і того ж ТО зазвичай прагнуть до того, щоб спрощений варіант ММ (див. підрозділ 1.3) представлений в аналітичній формі, що допускає точне рішення, яке можна було б використовувати для порівняння при тестуванні результатів, отриманих за допомогою більш повних і тому більш складних варіантів ММ.

Ясно, що ММ конкретного ТО за формою подання може включати ознаки як аналітичної, так і алгоритмічної ММ. Більш того, на стадії кількісного дослідження досить складної аналітичної ММ і проведення обчислювального експерименту на її основі розробляють алгоритм, який реалізують у вигляді ЕОМ-програми, тобто в процесі математичного моделювання аналітичну ММ перетворюють в алгоритмічну ММ.






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.