Автор: Хайитова Ирода Илхомовна

Рубрика: Технические науки

Опубликовано в Молодой учёный №12 (116) июнь-2 2016 г.

Дата публикации: 14.06.2016

Библиографическое описание:

Хайитова И. И. Переменные, их классификация и описание в моделировании // Молодой ученый. — 2016. — №12. — С. 436-438.



Переменные, входящие в состав модели общего вида, удобно группировать и рассматривать по трем основным признакам:

1) с точки зрения роли, которую они играют по отношению к объекту моделирования;

2) c точки зрения характера и механизмов их изменчивости;

3) с точки зрения их информативности, прежде всего наблюдаемости и возможности измерения.

Основные типы переменные, упорядоченные в соответствии с этими тремя признаками, представлены на схеме (рис.1).

Входные и выходные переменные, как мы уже выяснили выше, характеризуют учитываемые в модели связи среда- объект и объект — среда соответственно. В прямых модельных задачах, когда по данным о входах и внутренних свойствах объекта исследуется его «поведение» в тех или иных условиях и режимах, входные переменные представляют собой главный результат решения задачи. Иногда задача модельного исследования ставится иначе: входные и выходные переменные наперед известны (доступны для измерения и исследования), а определению подлежат неизвестные внутренние свойства, в общем случае- структура и параметры объекта моделирования. Этот класс обратных задач, которые принято характеризовать как задачи идентификации объекта, мы рассмотрим ниже в отдельной главе.

Рис. 1. Основные классы модельных переменных

Помимо входных и выходных на рис.1 выделены в отдельный класс промежуточные переменные (в дальнейшем они будут обозначаться буквой у), которые характеризуют связи между компонентами объекта в тех случаях, когда в модели учитывается сложная внутренняя структура последнего, например в иерархических системах.

Входные переменные разделяются на два существенно различных подкласса рис.2: управляемые, или управления (и), и неуправляемые или возмущения (U).

Значения первых в принципе поддаются целенаправленному изменению, позволяя, таким образом, воздействовать на объект и приближать его состояние к желаемому или оптимальному по некоторому критерию.

Рис. 2. Объект моделирования и среда.

Естественно, что для реализации этой возможности необходим, вообще говоря, лежащий вне объекта специальный орган управления, который формирует управляемые переменные и совместно с объектом, прямыми и обратными связями, а также вспомогательными техническими средствами (датчиками и др.), образует систему управления.

Неуправляемые входные переменные изменяют свои значения состояния объекта. Характеристики возмущающих переменных часто носят стохастический характер и поддаются оцениванию только на вероятностной мере. Поэтому исследование и описание возмущающих переменных в процессе построения модели представляет собой не только ответственную, но часто и достаточно сложною задачу, связанную с необходимостью проведения специальных экспериментов, сбора и статистической обработки больших объемов исходных данных.

Весьма существенно деление возмущающих переменных на наблюдаемые и ненаблюдаемые воздействиям, однако первые могут быть наблюдены, измерены, а, следовательно, и непосредственно скомпенсированы соответствующими изменениями управляющих воздействий (так называемое управление по возмущениям). Вторые, по принципиальным или техническим причинам недоступные для наблюдения и контроля, проявляют себя только через изменения состояний объекта. Компенсация ненаблюдаемых возмущений в принципе возможно только опосредованно, в системах управления с обратными связями.

Характеристики изменчивости модельных переменных достаточно пестры и многообразны. Однако важнейшим признаком, определяющим возможные методы исследования и описания, а также адекватные математические образы и аппарат, является деление переменных на детерминированные и стохастические.

По существу, на этих предложениях, обеспечивающих возможность формализованного статистического описания случайной величины или процесса, зиждется все информационное «качество» стохастических модельных переменных — степень достоверности их усредненных характеристик. В то же время общих методов, которые позволяли бы априорно убедиться в статистической устойчивости и стационарности подлежащего исследованию и описанию реального случайного процесса, не существует.

В некоторых случаях, например в задачах молекулярной и ядерной физики, в ряде задач радиотехники и теории связи, в статистической звездной астрономии, постулировать стационарность удается, исходя из практически достоверных теоретических соображения, основанных главным образом на законе больших чисел.

Литература:

  1. Неуймин Я. Г. Модели в науке и технике. История, теория, практика. — Л.: Наука, 1984. — 189 с.
  2. Эгамов Н. М. О методах моделирования и модельных представлений. Молодой ученый: Ежемесячный научный журнал. — Казань, 2016. — 8 (112). — С.363–365.
Основные термины (генерируются автоматически): модельных переменных, входные переменные, точки зрения, классы модельных переменных, изменчивости модельных переменных, стохастических модельных переменных, Неуправляемые входные переменные, Молодой ученый, обратными связями, прямых модельных задачах, Входные переменные, управляемые переменные, параметры объекта моделирования, задачи идентификации объекта, внутренних свойствах объекта, деление переменных, объекта специальный орган, значения состояния объекта, изменения состояний объекта, точки зрения роли.

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос