Модели и моделирование систем управления.
Определение модели и моделирования.
Моделирование - процесс построения условного образа исследуемой системы (процесса, явления).
Цель - отображение наиболее существенных параметров функционирования и развития системы в будущем. Модель - условный образ исследуемой системы. Модель конструируется субъектом исследования так, чтобы отобразить характеристики объекта (свойства систем управления, взаимосвязи между ее элементами, структурные и функциональные параметры).
Требования, предъявляемые к моделям :
1. точное отражение структуры и процессов функционирования моделируемой системы
2. допущения при описании системы путем моделирования должны быть минимальны
3. число параметров адекватно сложности системы
4. достаточная оперативность, т.к. ресурс времени для принятия решений ограничен
5. наличие параметра оптимизации - цель моделирования
Этапы моделирования :
1. изучение объекта и выделение его наиболее существенных характеристик
2. конструирование модели на основе анализа (между параметрами нужно определить взаимосвязи)
3. экспериментальный, практический, и теоретический анализ проблемы
4. сопоставление результатов с данными об объекте
5. корректировка модели в соответствии с полученными результатами
6. проверка качества отображения объекта или адекватности модели
Классификация моделей.
Признаки классификации модели :
1. Учет фактора неопределенности :
· детерминированные модели - для данной совокупности входных значений параметров на выходе системы может быть получен единственный результат
· случайные модели (вероятностные) - на выходе получаются неоднозначные значения параметров
2. Учет фактора времени :
· статические модели - все зависимости отнесены к одному моменту времени и не меняются во времени
· динамические модели - описывают систему управления в динамике (во времени). Динамическую модель можно описать рядом статических моделей
3. Учет непрерывности моделируемых процессов :
· дискретные модели - все переменные в данной модели отображены дискретными величинами (целочисленные значения, скачкообразные)
· непрерывные модели - не содержат дискретных величин, т.е. модели отображаются дифференциальными и интегральными уравнениями
4. Тип связи между моделируемыми элементами :
· линейные модели - отображают состояние или функционирование системы таким образом, чтобы все взаимозависимости в ней принимаются линейными. Линейная модель формулируется в виде одного или системы линейных уравнений
· нелинейные модели - взаимозависимости отображаются нелинейными функциями (показательные функции, мультипликативные функции : I = a*x1*x2, экспоненциальные уравнения)
5. Способ первичного представления моделей :
· физические модели - материальные, вещественные, макетные модели - построены точно по соответствию структуре систем различных природ
· абстрактные модели или концептуальные модели - предварительные, приближенные представления о системе управления
6. Степень подобия объекту :
· гомоморфные модели - упрощенная модель, - одностороннее отображение подобия
· изоморфные модели - точное подобие - каждому элементу из системы соответствует элемент из модели и в обратном направлении
Законы и факторы эффективного моделирования.
См. Требования к моделям
Специфика моделей систем управления фирмами.
1. Наличие экзогенных и эндогенных факторов :
· экзогенные факторы - оказывают воздействие на систему извне
· эндогенные факторы - воздействие на систему управления носит внутренний характер
2. Множественность моделей
3. Учет социально-технического характера управления фирмой
4. Необходимость учета риска и неопределенности - знание всех возможных результатов и их последствий
Основные виды моделей и характеристики
.
Основные группы моделей систем управления предприятием :
