Аналитическая часть

ЗАДАНИЕ НА ВЫПОЛНЕНИЕ КУРСОВОГО ПРОЕКТА

Студент Грицев Д.В. Группа 09-ИСТ

Тема Разработка модели самолета

Общая формулировка задания

В программном комплексе Stratum 2000 необходимо разработать модель самолета, а также воспроизвести возможность ее вращения в пространстве и работу шасси.

Требования к графическому и пользовательскому интерфейсу:

· модель должна работать в графическом режиме;

· должна быть реализована анимация движения шасси, вращения винтов, поворота закрылков и хвоста;

· в модели должны использоваться визуальные элементы управления (графические ползунки, кнопки, поясняющие надписи);

Требования к функциональным возможностям:

· должны быть продуманы и реализованы алгоритмы учета скорости вращения винтов в совокупности с поворотами по разным направлениям

· Все действия (работа шасси, повороты и изменение скорости) должны быть реализованы независимо друг от друга

Руководитель Леонов Ю.А.

АННОТАЦИЯ

В рамках данного курсового проекта выполняются моделирование реальных физических систем, а именно моделирование поведения самолета.

Для реализации этих процессов используется программный комплекс Stratum 2000, как наиболее подходящий целям и задачам курсовой работы.

Все расчеты и формулы основываются на теоретических данных, полученных и усвоенных в ходе курса лекций по дисциплине «Моделирование информационных систем». Также используется дополнительная информация, соответствующая специфике темы курсовой работы.

Полученные результаты полностью соответствуют ожидаемому поведению моделируемой системы, что говорит об их достоверности.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ. 5

1. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ. 8

1.1. Математическое моделирование. 8

1.2. Понятие о физическом моделировании. 9

2. ПРОЕКТНАЯ ЧАСТЬ. 12

2.1. Программный комплекс Blender 12

2.2. Программный комплекс PTV Vision® VISUM.. 14

2.3. Программный комплекс Stratum 2000. 14

2.4. Моделирование в Stratum.. 16

2.4.1. Модель работы шасси. 17

2.4.2. Модель вращения винтов. 17

2.4.3. Модель механизма поворота по горизонтали и по вертикали. 18

3. АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ.. 19

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. 23

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.. 24

ВВЕДЕНИЕ

Моделирование — метод научного исследования явлений, процессов, объектов, устройств или систем (обобщенно – объектов исследований), основанный на построении и изучении моделей с целью получения новых знаний, совершенствования характеристик объектов исследований или управления ими.

Модель — материальный объект или образ (мысленный или условный: гипотеза, идея, абстракция, изображение, описание, схема, формула, чертеж, план, карта, блок-схема алгоритма, ноты и т.п.), которые упрощенно отображают самые существенные свойства объекта исследования.

Любая модель всегда проще реального объекта и отображает лишь часть его самых существенных черт, основных элементов и связей. По этой причине для одного объекта исследования существует множество различных моделей. Вид модели зависит от выбранной цели моделирования.

Исторически первыми моделями, которые замещали реальные объекты, вероятно, были языковые знаки. Они возникли в ходе развития человечества и постепенно превратились в разговорный язык. Итак, слово было первой моделью реального объекта (явления). Видимо, именно об этом говорят Ветхий и Новый заветы: вначале было Слово, а затем появились объекты (свет, твердь, суша, светила...).

Следующим этапом развития моделирования можно считать возникновение числовых знаков. Сведения о результатах счета первоначально сохранялись в виде зарубок. Постепенное совершенствование этого метода привело к изображению чисел в виде цифр как системы знаков. Можно предположить, что именно зарубки были прототипом римских цифр.

Потребность в создании и использовании моделей связана с тем, что исследовать многие реальные явления и объекты сложно или дорого, а порой вовсе невозможно. Например, безумно экспериментально изучать, к чему приведет мировая термоядерная война. Опасны эксперименты с реальными реакторами на атомных электростанциях. Неразумны опыты с радиоаппаратурой при предельных значениях напряжения питания и окружающей температуры.

Процесс моделирования начинается с создания концептуальной модели. Концептуальная модель (содержательная) — это абстрактная модель, определяющая структуру системы (элементы и связи). В концептуальной модели обычно в словесной (вербальной) форме приводятся самые главные сведения об объекте исследования, основных элементах и важнейших связях между элементами. Процесс создания концептуальной модели в настоящее время не формализован: не существует точных правил ее создания.

Основная проблема при создании концептуальной модели заключается в нахождении компромисса между компактностью модели и ее точностью (адекватностью). Имеется множество теоретических проработок этой проблемы, но их трудно применить для решения каждой новой задачи.

Термин " адекватна" (происходит от лат. adaequatus — приравненный, равный) означает верное воспроизведение в модели связей и отношений объективного мира. Этим термином характеризуют качество созданной модели.

Процесс создания концептуальной модели, вероятно, никогда не сможет быть полностью формализован. Трудно придумать набор простых правил, выполняя которые, можно создать хорошую концептуальную модель. Именно в связи с этим иногда говорят, что моделирование является не только наукой, но и искусством.

Концептуальную модель, содержащую основные сведения об объекте исследований, порой называют информационной моделью. В научной литературе широко используется термин математическая модель (ММ). ММ — описание объекта исследования, выполненное с помощью математической символики.

Для составления ММ можно использовать любые математические средства — дифференциальное и интегральное исчисления, регрессионный анализ, теорию вероятностей, математическую статистику и т. д. Математическая модель представляет собой совокупность формул, уравнений, неравенств, логических условий и т.д. Использованные в ММ математические соотношения определяют процесс изменения состояния объекта исследования в зависимости от его параметров, входных сигналов, начальных условий и времени. По существу, вся математика создана для формирования математических моделей.

В рамках данного курсового проекта необходимо разработать модель самолета, способную вращаться в воздухе с соблюдением основных физических законов. Также в этой модели необходимо предусмотреть возможность работы шасси. Эта задача является весьма востребованной и именно этим объясняется ее некая хрестоматийность. Однако, как и в любом процессе моделирования, здесь нет возможности обойтись без ряда весомых допущений, речь о которых пойдет дальше.

АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

Прежде чем приступать к описанию специфики задачи данной курсовой работы необходимо пояснить некоторые общие моменты, касающиеся тех методов моделирования, которые будут применены в ходе работы.