Моделирование системы обработки непрерывного потока входных данных

0

29,2223

29,2232

8,08

41,32728

5,13E-06

41,32495

1,71E-06

41,33173

1,71E-06

29,2222

29,2234

9,18

41,32742

3,42E-06

41,32488

1,71E-06

41,33166

1,71E-06

29,2224

29,2234

10,14

41,32735

5,13E-06

41,32473

0

41,33152

0

29,2225

29,2232

Допуски подблока В2 рассчитываются аналогично расчетам допусков самой системы:

Таблица 31 Допуски подблока В2 блока В

дельтаМ	DдельтаМ	Допуск_DМ	дельтаA	DдельтаA	Допуск_DАльфа
0	0,006788	в допуске	0	0	в допуске
0,000141	0,006788	в допуске	3,42E-06	6,16E-10	не в допуске
0,000283	0,006788	в допуске	3,42E-06	5,52E-10	не в допуске
0,000919	0,006788	в допуске	2,22E-05	3,65E-09	не в допуске
0,001131	0,006788	в допуске	1,71E-06	3,24E-10	не в допуске
0,001061	0,006788	в допуске	5,13E-06	8,87E-10	не в допуске
0,000212	0,006788	в допуске	2,05E-05	3,39E-09	не в допуске
0,000283	0,006788	в допуске	5,13E-06	8,65E-10	не в допуске
0,000141	0,006788	в допуске	3,42E-06	5,84E-10	не в допуске
0,001273	0,006788	в допуске	1,37E-05	2,26E-09	не в допуске
0,000778	0,006788	в допуске	5,13E-06	8,44E-10	не в допуске
0,000849	0,006788	в допуске	5,13E-06	8,65E-10	не в допуске
0,00099	0,006788	в допуске	3,42E-06	5,84E-10	не в допуске
0,000919	0,006788	в допуске	5,13E-06	8,65E-10	не в допуске

На основе полученных допусков машина делает вывод о состоянии подблока 2В блока В.

Рис. 21 График М Альфа общий двух подблоков с прогнозом.

Рис. 22 Общий график Точности двух подблоков.

2.8 Классификация полученной модели относительно общей классификации моделей и моделей систем

В настоящий момент существует множество вариантов классификации моделей. Поэтому одна и та же модель в зависимости от критериев классификации может быть отнесена к различным классам моделей. Между классами всегда существует четкая граница, которая позволяет однозначно выполнить классификацию модели.

Таким образом, модель классифицируется относительно следующих положений:

· по способу отображения объекта полученная модель относится к символическим моделям, в которых объекты описываются на формальном языке, состоящем из множества символов и правил взаимоотношений между ними ,поскольку в ней широко используются формулы, числа, графики и языки программирования;

· Относительно второго класса моделей, где все модели делятся на познавательные и прагматические, полученная модель является познавательной, поскольку отображает реальность, являет собой форму организации и представление знаний посредством соединения новых знаний с имеющимися;

· Относительно третьего класса моделирования, где все модели делятся на статические и динамические, полученная модель является динамической, а именно отображающей функцию перехода из состояния в состояние.

Поскольку главной задачей моделирования является получение новой дополнительной информации о реальном объекте средством перенесения натурного эксперимента на модель объекта, то, говоря о классификации модели, необходимо рассмотреть также классификацию самого моделирования:

· по степени полноты модели мы можем сделать вывод, что использовали неполное моделирование, поскольку учитывали не все свойства объекта, а лишь необходимые для достижения цели моделирования системы, а именно изменение данных во времени.

· в зависимости от характера изучаемых процессов и систем моделирования полученная модель полностью отображается динамическим моделированием, которое рассматривает поведение объекта во времени;

· в зависимости от формы представления системы нужно сказать, что к полученной модели применительно реальное моделирование, позволяющее исследовать различные характеристики на реальном объекте.

алгоритм информационный геодезический

Заключение

Проверка адекватности системы

Для проверки адекватности системы уберем одну последнюю точку системы и спрогнозируем её с помощью разработанной программы. Если разница значений по модулю и альфа будет меньше предельных значений, то система будет адекватна.

Значение по Модулю для 14-ой точки системы равно 101,231557, а спрогнозированное значение для этой же точки равно 101,230915. То есть разность этих значений будет равна 0, 000642, а разница М- и М+ (101,2489 - 101,2142) по модулю будет равна 0,0347, что больше чем допустимое значение. Так же проверяем для значений по Альфа. Значение по Альфа для 14-ой точки системы равно 4,21995E-06, а спрогнозированное значение для этой же точки равно 1,02147E-05, то есть разность этих значений будет равна 5,99E-06. А разница - и + (4,21927E-06 - 4,22069E-06) по модулю будет равна 1,42067E-09, что явно меньше чем допустимого значения. Таким образом, можно сделать вывод о том, что данная система не является адекватной, то есть не отражает заданные свойства объекта в соответствии с предъявленными требованиями.

Проверка корректности системы

Последовательно изменим превышения точек таким образом, чтобы возрастали с течением времени на не допустимую величину.

Таблица 32 Исходные данные

Дата	1	2	3	4	5	6	7	8
0,00	29,2222	29,2234	29,2216	29,2222	29,2227	29,2222	29,2224	29,2235
0,16	29,2202	29,2217	29,2201	29,2207	29,2215	29,2214	29,222	29,2231
1,07	29,2182	29,22	29,2186	29,2192	29,2203	29,2206	29,2216	29,2227
1,14	29,2162	29,2183	29,2171	29,2177	29,2191	29,2198	29,2212	29,2223
2,16	29,2142	29,2166	29,2156	29,2162	29,2179	29,219	29,2208	29,2219
3,20	29,2122	29,2149	29,2141	29,2147	29,2167	29,2182	29,2204	29,2215
3,30	29,2102	29,2132	29,2126	29,2132	29,2155	29,2174	29,22	29,2211
4,19	29,2082	29,2115	29,2111	29,2117	29,2143	29,2166	29,2196	29,2207
5,08	29,2062	29,2098	29,2096	29,2102	29,2131	29,2158	29,2192	29,2203
6,19	29,2042	29,2081	29,2081	29,2087	29,2119	29,215	29,2188	29,2199
6,29	29,2022	29,2064	29,2066	29,2072	29,2107	29,2142	29,2184	29,2195
8,08	29,2002	29,2047	29,2051	29,2057	29,2095	29,2134	29,218	29,2191
9,18	29,1982	29,203	29,2036	29,2042	29,2083	29,2126	29,2176	29,2187
10,14	29,1962	29,2013	29,2021	29,2027	29,2071	29,2118	29,2172	29,2183

Таблица 33 После расчета системы

дата	M	alfa	Ma	alfa_a	Mb	alfa_b
0	101,2291	0	101,2118	0	101,2465	0
0,16	101,2262	2,28E-05	101,2089	2,28E-05	101,2435	2,28E-05
1,07	101,2232	2,28E-05	101,2059	2,28E-05	101,2406	2,28E-05
1,14	101,2203	2,28E-05	101,203	2,28E-05	101,2376	2,28E-05
2,16	101,2174	2,28E-05	101,2	2,28E-05	101,2347	2,28E-05
3,2	101,2144	2,28E-05	101,1971	2,28E-05	101,2317	2,28E-05
3,3	101,2115	2,28E-05	101,1941	2,28E-05	101,2288	2,28E-05
4,19	101,2085	2,28E-05	101,1912	2,28E-05	101,2258	2,28E-05
5,08	101,2056	2,28E-05	101,1883	2,28E-05	101,2229	2,28E-05
6,19	101,2026	2,28E-05	101,1853	2,28E-05	101,22	2,28E-05
6,29	101,1997	2,28E-05	101,1824	2,28E-05	101,217	2,28E-05
8,08	101,1967	2,28E-05	101,1794	2,28E-05	101,2141	2,28E-05
9,18	101,1938	2,28E-05	101,1765	2,28E-05	101,2111	2,28E-05
10,14	101,1909	2,28E-05	101,1735	2,28E-05	101,2082	2,28E-05

будет выглядеть следующим образом:

Рис. 23

На основе получившегося графика делаем вывод о корректности системы, поскольку фазовая траектория принимает вид наклонной линии.

Затем определим допуски

Таблица 34

дельтаМ	DдельтаМ	Допуск_DМ	дельтаA	DдельтаA	Допуск_DАльфа
0	0,034641	в допуске	0	0	в допуске
0,002944	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,79E-09	не в допуске
0,005889	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,8E-09	не в допуске
0,008833	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,8E-09	не в допуске
0,011778	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,83E-09	не в допуске
0,014722	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,79E-09	не в допуске
0,017666	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,79E-09	не в допуске
0,02061	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,8E-09	не в допуске
0,023554	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,79E-09	не в допуске
0,026498	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,8E-09	не в допуске
0,029442	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,81E-09	не в допуске
0,032386	0,034641	в допуске	2,28E-05	7,8E-09	не в допуске
0,03533	0,034641	не в допуске	2,28E-05	7,8E-09	не в допуске
0,038274	0,034641	не в допуске	2,28E-05	7,8E-09	не в допуске

Исходя из таблицы с допусками можно также утверждать о корректности системы.

Глоссарий

Словарь

Агрегирование - это сбор сведений о системе (объекте), где исследуется не сам объект в целом, а изначально элементарный объект, входящий в состав системы.

Адаптация - это процесс изменения структуры, алгоритмов и параметров системы на основе информации, получаемой в процессе управления с целью достижения оптимального состояния или поведения системы при начальной неопределённости.

Адекватность - это правильность отображения в модели правил свойств объектов в той мере, которая необходима для достижения цели.

Декомпозиция - это подробное описание элементов объекта и их свойств, функций взаимосвязи между элементами, такое описание может продолжаться до тех пор, пока не перейдём к элементарной неделимой части. Информация - это свойство материи, которое несёт сведения о состоянии объекта на основе данных о самом объекте.

Информация априорная - это информация о входе-выходе данных, внутренних состояниях системы.

Информация текущая - это промежуточная информация, которая возникает в результате функционирования системы.

Кибернетика - это наука, занимающаяся изучением систем любой природы, способных воспринимать, хранить и перерабатывать информацию и использовать ее для управления регулирования.

Классификация - это модель реальности.

Код - это сигнальное соответствие состоянию.

Копирование - это замена одного объекта другим точно таким же.

Критерий оценки - это любой количественный показатель, по которому можно судить о результатах моделирования системы.

Моделирование алгоритмическое - это моделирование, содержащее алгоритм решения какой-либо задачи.

Моделирование кибернетическое - это моделирование, в котором отсутствует непосредственное подобие физических процессов, происходящих в моделях, реальным процессам.

Моделирование графическое - это моделирование, в котором реальные свойства объекта заменены графиками, схемами, графами и т.д.

Моделирование динамическое - это моделирование, отображающее поведение объекта во времени.

Моделирование детерминированное - это моделирование, которое предполагает отсутствие всяких случайных воздействий, случайных ошибок и случайных процессов.

Моделирование дискретное - это моделирование, предназначенное для описания процессов, которые предполагаются дискретными.

Моделирование дискретно-непрерывное - это моделирование, которое используется в случаях, когда хотят выделить наличие как дискретных, так и непрерывных процессов.

Моделирование имитационное - это моделирование, в котором реализуется модель, производящая процесс функционирования системы во времени, а также имитируются элементарные явления, составляющие процесс.

Моделирование комбинированное - это моделирование, которое при анализе и синтезе систем позволяет объединить достоинства аналитического и имитационного моделирования и при котором производится предварительная декомпозиция процессов функционирования объекта на составляющие подпроцессы.

Моделирование математическое - это процесс установления соответствия данному реальному объекту некоторого математического объекта.

Моделирование мысленное - это моделирование, которое существует вне условий возможных для их физического создания.

Моделирование наглядное - это моделирование, которое существует на базе представления человека о реальных объектах.

Моделирование натурное - это проведение исследований на реальном объекте с последующей обработкой результатов эксперимента на основе теории подобия.

Моделирование неполное - это моделирование, при котором в моделях учитываются не все свойства объекта, а лишь необходимые для достижения цели моделирования системы.

Моделирование непрерывное - моделирование, позволяющее отображать непрерывные процессы в системах.

Моделирование полное - это моделирование, в основе которого лежит полное подобие во времени и пространстве.

Моделирование приближённое - это моделирование, в котором некоторые функциональные стороны реального объекта не моделируются совсем.

Моделирование реальное - это моделирование, в котором используется возможность исследования различных характеристик, либо на реальном объекте, либо на его части.

Моделирование символическое - искусственный процесс создания логического объекта, который замещает реальный и выражает основные свойства его отношений с помощью определённой системы знаков или символов.

Моделирование статистическое - это моделирование, которое служит для описания поведения объекта в какой-либо момент времени.

Моделирование стохастическое - моделирование, которое отображает вероятностные процессы и события, анализирует ряд реализаций случайного процесса, и оценивает средние характеристики.

Моделирование физическое - это моделирование, в котором исследования проводятся на установках, сохраняющих природу явления и обладающих физическим подобием.

Моделирование цифровое - это моделирование, в котором реальные свойства объекта заменены цифровыми характеристиками, причём эти характеристики находятся между собой в строгом соответствии.

Модель - это подобие объекта, в котором учтены свойства объекта, которые необходимы для достижения цели.

Модель аналоговая - это такая модель, в которой свойства реального объекта заменяются подобными.

Модель динамическая - это модель, которая отображает какой-либо процесс изменения состояния объекта, т.е. отображает функцию перехода из состояния в состояние какого-либо объекта.

Модель изобразительная - это простейшая модель, которая подобна оригиналу и лишь описывает внешние качества объекта.

Модель концептуальная - это совокупность некоторых элементов, изображенных в виде квадратиков.

Модель объекта - это такая мысленно-представимая или материально реализованная система, которая, отображая или воспроизводя объект исследования способна заменить его так, что её изучение даст новую информацию об объекте.

Модель объекта (математическая) - это описание объекта математическими средствами, позволяющими выводить суждения о некоторых свойствах объекта при помощи формальных процедур, функций, графиков и т.д.

Модель познавательная - это такая модель, которая отображает реальность и является формой организации и представления знаний, средством соединения новых знаний с имеющимися.

Модель прагматическая - это такая модель, в которой реальность всегда подгоняется под модель.

Модель символическая - это модель, в которой объекты описываются на формальном языке, состоящем из множества символов и правил взаимоотношений между ними.

Модель статическая - это модель, которая отражает одно мгновение, т.е. отражаются все свойства любых объектов в любой момент времени.

Модуляция - это код, диктуемый техникой условия.

Непредсказуемость - это основное свойство сигнала.

Подсистема - это множество элементов системы, обособленных относительно системы по каким-либо однородным свойствам.

Помехи (шум) - это нарушение соответствия состояний объектов на сигнальном уровне.

Процесс случайный - это математическая модель сигнала.

Реализация - это функция параметра t.

Самоорганизация - это движение в пространстве динамических моделей.

Свойство системное - это свойство, характеризующее не один какой-либо элемент системы, а всю систему, как единое целое.

Сигнал- это материальный носитель информации, средство перенесения информации в пространстве и во времени.

Сигнал динамический - это сигнал, в качестве которого используется динамическое состояние силовых полей.

Сигнал статистический - это сигнал, являющийся стабильным состоянием физических объектов.

Система - это совокупность элементов, связанных между собой функциональными взаимоотношениями.

Системы естественные - это системы, которые появляются и существуют независимо от деятельности человека.

Система естественная - это система, которая появляется и существует независимо от деятельности человека.

Система искусственная - это система, которая возникает в результате деятельности.

Система простая - это система, моделирование которой затруднено вследствие ее размерности.

Систем сложная - это система, моделирование которой затруднено вследствие нехватки информации для ее изучения или ее управления.

Система смешанная - это комплекс искусственных и естественных систем, созданных в целях управления человеком функционирования естественной системы.

Окружающая среда - это все, что не входит в данную систему.

Структура - это виды взаимосвязи между элементами, а также от одного элемента к другому.

Формализация - это переход от содержимого описания объекта к его математической модели.

Эволюция - это движение в пространстве статических моделей процессов функционирования системы.

Элемент системы - это объект, процесс или явление, имеющее свои структуру и законы функционирования.

Энтропия - это понятие неопределенности случайного объекта, для которого удалось ввести количественную меру.

Эргодичность - это совпадение результатов усреднения по любой реализации.

Приложение 1

Пользовательские формы, интерфейс.

В Access'e автоматически загружается форма. Пользователю доступен 1-ый уровень декомпозиции. Кнопка “Редактирование” - запускает режим пополнения данных исходной таблицы. Два вида отчетов Отчет по первому уровню и отчет по допускам первого уровня.

Рис. 1

2-ой уровень декомпозиции. Пользователю доступны кнопки отчетов по каждому из блоков (А,Б,В) M,alfa, а также отчеты по допускам для каждого из блоков. Кнопки общих отчетов по 2-му уровню. Общий график М, альфа, допуски.



Рис. 2

3-й уровень. Имеются кнопки отчетов при поточечном рассмотрении блоков (А, Б, В), а также при исследовании подблочно для каждого из подблоков Блока общий отчет.

Рис. 3

В Excel'e автоматически загружается форма.

Рис. 4

Пользователю доступен 1-ый уровень декомпозиции.

Расчет по всей системе m,alfa, график; ma,m,mb, Aa,A,Ab, кнопки графиков фазовых траекторий и кнопки график допусков. Оценка точности. Предварительный ввод требуемой точности, по умолчанию - 0.005, а также степени аппроксимации для подсчитывания прогноза. Расчет прогнозного значений и график включая его.

Рис. 5

Второй уровень декомпозиции. Аналогичные кнопки как в первом, но также имеются графики сравнения для прогнозных М, Алфа и общих допусков.



Рис. 6

3-ий уровень декомпозиции.

Имеются кнопки исследования блоков на АТТ. После выбора требуемого блока появляется возможность выбора пар точек блока.

Рис. 7

После вычисления требуемого количества пар точек для оценки Блока, система предлагает исследовать Блок поточечно или подблочно. В зависимости от этого появляются требуемые кнопки.



Рис. 8

При рассмотрении блока подблочно на вкладке расчет подблоков появляется возможность исследовать систему подблочно. Кнопки аналогичные 1-му, 2-му уровню но для подблоков блока.

Рис. 9

Размещено на Allbest.ru

...