» ГЛАВНАЯ > К содержанию номера
» Все публикации автора
Журнал научных публикаций
«Наука через призму времени»
Декабрь, 2021 / Международный научный журнал
«Наука через призму времени» №12 (57) 2021
Автор: Яндулов Игорь Миxайлович, студент
Рубрика: Технические науки
Название статьи: Изучение свойств абстрактной модели и моделирования на эвм
Дата публикации: 11.12.2021
УДК 004.94
ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ АБСТРАКТНОЙ
МОДЕЛИ И МОДЕЛИРОВАНИЯ НА ЭВМ
Яндулов Игорь Миxайлович
студент
Поволжский
государственный технологический университет, г. Йошкар-Ола
Аннотация.
Моделирование – исследование
объектов на их моделях;
построение и изучение моделей реально существующих объектов или процессов с
целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания
явлений, интересующих исследователя. Развитие электронно-вычислительной
техники позволило проводить виртуальное моделирование различных процессов в
реальном и ускоренном времени, позволив снизить временные и экономические
затраты.
Ключевые
слова: Моделирование,
математическая модель, моделирование на ЭВМ
Моделирование – исследование
объектов на их моделях;
построение и изучение моделей реально существующих объектов или процессов с
целью получения объяснений этих явлений, а также для предсказания
явлений, интересующих исследователя.
Модель – это упрощённый
физический или абстрактный объект, сохраняющий лишь важнейшие свойства настоящего существующего объекта или системы, и
предназначенный для их изучения протекающих процессов в исследуемой системе. Любая модель – идеальная или материальная,
используемая в научных целях, на производстве или в быту и несет информацию о
свойствах и характеристиках исходного объекта (объекта – оригинала),
существенных для решаемой субъектом задачи.
Основные свойства абстрактной
модели:
- Конечность – модель должна иметь конечный результат.
- Упрощение – модель должна быть простой и легко воспроизводимой.
- Целенаправленность – у любой модели должна быть цель, т.к. модель отображает часть системы.
- Приблизительность – действительность всех действий, которые происходят с моделью или их приближенность.
- Полнота – модель должна учитывать все основные понятия системы, для получения более точного результата.
- Информативность – в модели необходимо содержать всю необходимую информацию о системе и по возможности получать информацию от других источников.
- Адекватность – модель достаточно точно описывает систему.
- Устойчивость – модель должна описывать поведение системы при различных условиях, даже если условия неустойчивы.
- Эволюционируемость – возможности развития и повышения уровня сложности.
- Управляемость – модели нужно иметь минимум один параметр изменения.
Построение модели – одна из
главных задач, требующая анализа и основных сведений об объекте исследования.
Модель строится для понимания принципа работы
устройства, его структуры, наблюдения как развивается модель в разных условиях
и ее поведение в этих условиях, реакции на
окружающую среду, проверке соответствия системы необходимым параметрам,
а также для оценки ее основные свойства. Большинство
моделей стоится на гипотезах и предположениях, из которых затем следует идея
построения модели.
Методы моделирования на ЭВМ часто называют методами непрямой аналогии. Развитие
электронно-вычислительной техники позволило проводить виртуальное моделирование
различных процессов в реальном и ускоренном времени, позволив снизить временные
и экономические затраты.
Компьютерное моделирование можно условно разделить на два
основных класса:
1.
Графическое моделирование – позволяет создавать
модели, в том числе и 3D-модели,
разных объектов (предметов), тщательнее их продумывать. К графическим моделям относят рисунок, условный
рисунок, чертеж, схематический чертеж. Графическое моделирование применяется
для определения силуэта изделия, его формы,
конструкции и габаритных размеров,
а также для выбора цвета.
2.
Математическое моделирование используется при
решении современных практических задач, настолько сложных, что исследовать их
вручную практически невозможно. Основная цель моделирования - исследовать эти
объекты и предсказать результаты будущих наблюдений. Математическое
моделирование и связанный с ним компьютерный эксперимент незаменимы
в тех случаях, когда натурный эксперимент невозможен или затруднен по тем или
иным причинам. Например, нельзя поставить натурный эксперимент в истории, чтобы
проверить, "что было бы, если бы...". Также совершенно неразумно
ставить практический эксперимент по распространению какой-либо болезни,
например чумы, или осуществить ядерный взрыв, чтобы изучить его последствия. Однако
все это вполне можно сделать на компьютере, построив предварительно
математические модели изучаемых явлений.
Моделирование процессов протекающих в робототехнических системах,
позволяет получить эквивалент сигналов, действующих в роботах, учесть влияние
различных факторов на робот и
его звенья, оценить устойчивость, быстродействие, точность, оптимизировать
отдельные блоки всю робототехническую систему в целом. Современные методы
моделирования динамики робототехнических систем предполагают построение адекватной
реальному роботу математической модели динамики и кинематики.
Список литературы:
- Мигдалёнок А.А. Моделирование электропривода на ЭВМ: учебно-методическое пособие для студентов специальности «Автоматизированные электроприводы»: в 2 ч. / А.А. Мигдалёнок. – Минск: БНТУ, 2010. – Ч. 2. – 94 с.
- Самарский А. А. Математическое моделирование: Идеи. Методы. Примеры. / А. А. Самарский, А. П. Михайлов – М.: Наука, 1997. – 320 с.
Комментарии:
