Анализ пространственно-временного состояния объекта методами математического моделирования

Автор работы: Пользователь скрыл имя, 28 Декабря 2011 в 16:44, курсовая работа

Описание

В данной работе целью моделирования является изучение изменения состояния объекта в фазовом пространстве в виде явных функции координат и времени.
Задачами курсовой работы является:
1. Разработка имитационной модели изменения пространственно-временного состояния объекта в трехмерном пространстве относительно неподвижной системы координат
2. Построение концептуальной модели изменения пространственно-временного состояния объекта в трехмерном пространстве
3. Построение модели изменения состояния объекта в фазовом и Гильбертовом пространствах

Содержание

1. Введение
2. Теоретическая часть……………………………………………………………………….…...
3. Практическая часть
3.1. Разработка имитационной модели изменения пространственно-временного состояния объекта в трехмерном пространстве относительно неподвижной системы координат.
3.2. Построение концептуальной модели изменения пространственно-временного состояния объекта в трехмерном пространстве.
3.3 Построение модели изменения состояния объекта в фазовом и Гильбертовом пространствах.
3.4 Оценка математической модели пространственно-временного состояния объекта.
3.5 Оценка и анализ результатов моделирования.
3.6 Статистический метод оценки изменения пространственно-временного состояния объекта.
3.7 Прогнозирование функции отклика объекта на изменение его геометрических свойств.
4. Заключение..........................................................................................
5. Список литературы...................

Скачать (486.40 Кб) Сколько стоит заказать работу?
Работа состоит из  1 файл

Курсовик мой.docx

— 525.01 Кб (Скачать документ)

    Функциональная  целостность системы проявляется  в её способности к достижению цели при возникновении различного рода помех и возмущений. Для этого в системе необходимо предусматривать средства, обеспечивающие корректировку и сглаживание возмущений. Функциональную целостность системы удобно анализировать с помощью функционального графа системы, вершинами которого служат элементы структуры, где указывают функции, выполняемые элементами структуры, а дуги определяют порядок их реализации. Анализ функционального графа системы может выявить элементы структуры, существенные для функциональной целостности системы. Функциональное описание системы основывается на следующих положениях.

    1.Любая  система функционирует во времени,  взаимодействует с внешней средой и находится в одном из возможных состояний. В начальный момент t-=t0 система находится в начальном состоянии S(t0).

    2.Состояние системы в фиксированный момент времени определяется предшествующими состояниями и входными (из внешней среды) сигналами, поступившими в данный момент и ранее.

    3. Состояния системы и входные сигналы, относящиеся к данному и предшествующим моментам, определяют выходной сигнал системы.

  1. Функциональные сети - диаграммы влияния {графы), в которых используется дополнительная информация в узлах и дугах или рёбрах. Это позволяет объединять логические и графические способы представления моделируемых систем и моделировать циклические и параллельные детерминированные и стохастические процессы.
  2. Функция целевая - функция, оценивающая меру достижения цели для каждого результата решения.
  3. Цель - результат, достижение которого разрешает проблему.
  4. Цель объективная - будущее реальное состояние, которое возникает в результате реализации естественных объективных закономерностей.
  5. Цель субъективная - желаемый, планируемый результат; образ того, что хотелось бы достигнуть.
  6. Цифровая форма математической модели - это упорядоченный набор чисел и алгоритм, который данному набору чисел ставит в соответствие функцию F, представляющую исходный объект в соответствии с критериями качества моделирования. Примером цифровой модели служит цифровая модель рельефа, состоящая из последовательности отметок точек, отделённых друг от друга конечными интервалами, и алгоритмов аппроксимации этой информации.
  7. Численные методы реализации математических моделей - методы, которые применяются, когда получить результат аналитическим методом или невозможно, или когда для получения результата необходимы неоправданно большие ресурсы. При этом все непрерывные функции и аргументы аналитической модели заменяются их дискретными аналогами. Вследствие этого численные методы дают приближённое решение задачи, точность которого зависит от погрешностей преобразования исходных аналитических зависимостей в моделирующий алгоритм, точности представления исходных данных, точности «машинной» арифметики и т. д. Численные методы реализации математических моделей включают три основных раздела. Первый - анализ математических моделей, второй - разработка методов и алгоритмов решения возникающих задач, и третий - организация взаимодействия человека и компьютера.
  8. Энтропия - мера количества информации; в теории информации это мера неопределенности случайного объекта.
  9. Эргодичность - это совпадение результатов усреднения по любой реализации случайного процесса.
  10. Элемент системы - это условно неделимая часть системы.
  11. Эмерджентность - 1) свойство системы, возникающее благодаря взаимодействию частей (подсистем) системы и существующее, пока существует система. Этим свойством не обладает ни один из элементов системы в отдельности. При удалении из системы какой-то её части система теряет некоторые свойства (становится другой системой). Часть, изъятая из системы, тоже теряет свойства, которые проявлялись в результате её взаимодействия с другими частями; 2) особенность систем, состоящая в том, что свойства системы не сводятся к совокупности свойств частей, из которых она состоит, и не выводятся из них; 3) внутренняя целостность систем.
  12. Эмпирические методы системного анализа - методы, основанные на результатах физических и вычислительных экспериментов.
  13. Эмпирический системный анализ - первый этап системного анализа (СА), направленный на понимание того, как система достигает своих целей. На этапе эмпирического СА необходимо получить сведения о прошлом системы, её настоящем и собрать информацию о поведении подобных систем в подобных ситуациях. Какие же задачи решаются на этапе эмпирического СА? Прежде всего, необходимо найти общие закономерности (если таковые имеются) в поведении аналогичных систем в подобных условиях. Ясно, что существуют закономерности хорошо изученные, например, закономерности механического движения, но существуют и малоизученные закономерности. Далее необходимо выявить, в чём наблюдается несоответствие требований, предъявляемых к системе, ее объективным возможностям, т. е. выявить противоречия в системе и предварительно сформулировать (наметить) цели СА.

    Процедура эмпирического системного анализа  имеет итеративный характер, к ней нередко приходится возвращаться при выполнении последующих этапов системного анализа. Плохо организованный и выполненный эмпирический системный анализ приводит к ошибочности всего процесса системного анализа.

  1. Завершается эмпирический системный анализ на основании полученной информации формированием представления о том, каким образом может быть достигнута цель системного анализа, т. е. созданием так называемой когнитивной модели системы.
  2. Язык графов - язык, который широко используется при создании и описании различных математических моделей систем в экономике, биологии и т. д. При этом объект моделирования рассматривается как множество элементарных объектов, между которыми имеются некоторые зависимости. Элементарные объекты интерпретируются как точки, а связи (зависимости) между ними - как линии. Объект, состоящий из двух множеств (множества точек и множества линий), которые между собой находятся в некотором отношении, называют графом. Множество точек графа называют множеством вершин, а линии, соединяющие пары вершин, -множеством рёбер (направление связи между вершинами безразлично) или множеством дуг (направление соединения вершин имеет значение). Пара вершин может быть соединена любым количеством рёбер; вершина может быть соединена сама с собой (петля). Простейшими примерами графов могут служить структурные схемы, маршрутные схемы и т. д.
  3. Языки моделирования - особый класс процедурно ориентированных языков. Они подразделяются на языки моделирования дискретных и непрерывных систем. Эти языки представляют математический аппарат для формального определения динамических систем, состояние которых изменяется во времени под действием внешних факторов (влияние внешней среды) и внутреннего состояния, определяемого законами динамики системы.

    Языки программирования - формальные языки связи человека с компьютером, предназначенные для описания данных (информации) и алгоритмов (программ), их обработки на компьютере. Языки программирования задаются своим синтаксисом и семантикой - множеством правил, определяющих, какой вид фраз можно использовать для задания программ и каково их операционное назначение. Теоретическую основу языков программирования составляют алгоритмические языки. Существующие в настоящее время языки программирования делят на машинно ориентированные, процедурно ориентированные  и  проблемно ориентированные. Языки программирования относят к классу символических моделей.

Информация о работе Анализ пространственно-временного состояния объекта методами математического моделирования