Курс лекций
Кафедра компьютерных систем в управлении и проектировании
Библиографическая запись:
Оглавление (содержание)
Введение......................................................................................................... 7
1 Моделирование, понятия, классификация
и задачи моделирования ................................................................................ 9
1.1 Основные понятия теории моделирования ............................................... 9
1.2 Классификация видов моделирования систем......................................... 10
1.3 СММ МАРС – инструмент компьютерного моделирования
нового типа ................................................................................................... 13
2 Виды моделей............................................................................................. 16
2.1 Статические и динамические модели....................................................... 16
2.2 Непрерывные, дискретные и гибридные модели .................................... 16
2.3 Непрерывные и стохастические модели ................................................. 22
2.4 Математические и имитационные модели............................................... 22
3 Моделирование на микроуровне ............................................................... 24
3.1 Краевые задачи при моделировании технических объектов .................. 24
3.1.1 Примеры уравнений, составляющих основу моделей
объектов на микроуровне ............................................................................. 24
3.1.2 Краевые условия .................................................................................. 25
3.1.3 Приближенные модели задач микроуровня.......................................... 26
3.2 Метод конечных элементов ..................................................................... 27
4 Теоретические основы метода компонентных цепей ................................. 33
4.1 Основы формализма метода компонентных цепей ................................. 33
4.2 Метод компонентных цепей как язык моделирования СТУС ................... 33
4.3. Методы решения модели ........................................................................ 40
5 Методы формирования моделей для схемотехнического
моделирования во временной области ......................................................... 44
5.1 Критерии выбора метода моделирования ............................................... 44
5.2 Метод узловых потенциалов..................................................................... 45
5.3 Модифицированный метод узловых потенциалов ................................... 46
5.4 Метод КЦ в матричной форме.................................................................. 46
5.5 Метод переменных состояния.................................................................. 49
6 Операторно-структурные схемы и графы систем........................................ 52
6.1 ОСС линейных стационарных непрерывных систем ................................ 52
6.2 Правила преобразований ОСС линейных систем..................................... 55
7 Операторно-структурные схемы
линейных многомерных систем .................................................................... 58
7.1 Операторно-структурные схемы
линейных стационарных систем.................................................................... 58
7.2 Операторно-структурные схемы
линейных нестационарных непрерывных систем ......................................... 60
7.3 Операторно-структурные схемы и графы нелинейных систем ................. 60
7.4 Операторно-структурные схемы дискретных
и дискретно-непрерывных систем................................................................. 61
8 Конечные автоматы.................................................................................... 64
8.1 Способы описания конечного автомата .................................................. 64
8.2 Примеры конечных автоматов................................................................. 66
8.3 Системы, предоставляющие возможность построения
конечных автоматов ..................................................................................... 70
9 Гибридные динамические системы............................................................. 71
9.1 Прыгающий мячик ................................................................................... 71
9.2 Время....................................................................................................... 73
9.3 Пространство .......................................................................................... 74
10 Гибридные автоматы................................................................................. 79
10.1 Типы гибридных систем ........................................................................ 79
10.3 Зависимость от параметров................................................................... 81
10.4 Карты состояний и гибридные автоматы................................................ 83
11 Разработка моделей дискретно-событийных систем ............................... 87
11.1 Модели дискретно-событийных систем................................................. 87
11.2 Stateflow 5 как программный продукт................................................... 94
11.3 Проектирование моделей реактивных систем ...................................... 95
12 Анализ динамических цепей.................................................................... 97
12.1 Уравнения состояния электрических цепей........................................... 97
12.2 Алгоритм формирования уравнений состояния .................................. 100
12.3 Методы дискретного отображения.
Прямое Z-преобразование цифровых сигналов.......................................... 104
13 Анализ нелинейных систем .................................................................... 108
13.1 Основные понятия ............................................................................... 108
13.2 Численное решение уравнений нелинейных
резистивных цепей. Метод Ньютона – Рафсона.......................................... 110
13.3 Дискретные схемы замещения нелинейных
резистивных цепей ..................................................................................... 113
14 Моделирование дискретных систем ....................................................... 118
14.1 Математическое описание систем дискретного управления ................ 118
14.2 Модели состояния линейной дискретной системы ............................... 127
15 Агрегативные модели .............................................................................. 129
15.1 Определение дискретно-событийной системы...................................... 129
15.2 Агрегативные модели. Кусочно-линейный агрегат................................ 130
15.3 Схема сопряжения агрегативной системы............................................. 131
15.4 Агрегативная модель укладки бетона ................................................... 132
15.5 Оценка агрегативных систем как моделей сложных систем ................. 135
16 Язык моделирования алгоритмических конструкций............................... 137
16.1 Грамматика языка моделирования
алгоритмических конструкций ..................................................................... 137
16.2 Операторы языка МАК .......................................................................... 139
16.3 Операнды языка МАК............................................................................ 139
16.4 Отображение операторов языка МАК.................................................... 139
16.5 Отображение функций языка МАК
в алгоритмических компонентных цепях .................................................... 142
17 Системная динамика ............................................................................... 146
17.1 Нотация и основные идеи системной динамики ................................... 146
17.2 Концепция и терминология системной динамики.................................. 147
17.3 Формализм метода компонентных цепей
для интерпретации моделей системной динамики...................................... 148
Пример. Гидросистема из двух баков ........................................................... 151
18 Базовая модель системной динамики
экономико-экологической системы ............................................................. 152
19 Системы массового обслуживания........................................................... 161
19.1 Классификация систем массового обслуживания
и их показатели эффективности .................................................................. 161
19.2 Моделирование системы массового обслуживания:
основные параметры, граф состояний.......................................................... 162
19.3 Сети Петри для моделирования СМО.................................................... 163
19.4 Структура сети Петри ............................................................................ 165
19.5 Правила выполнения сетей Петри......................................................... 168
20 Классификация сетей Петри .................................................................... 173
20.1 Автоматные сети Петри ......................................................................... 173
20.2 Маркированные сети ............................................................................ 173
20.3 Виды расширенных сетей Петри ........................................................... 179
21 Интерпретация сетей Петри в МКЦ.......................................................... 184
21.1 Основные понятия и определения ........................................................ 184
21.2 Разработка компонентов сетей Петри в СММ МАРС.............................. 186
21.3 Компоненты, реализованные в СММ МАРС........................................... 188
22 Метод нейронных сетей........................................................................... 195
22.1 Основные определения ........................................................................ 195
22.2 Решаемые задачи ................................................................................. 195
22.3 Элементы нейронных сетей .................................................................. 196
22.4 Архитектура нейронных сетей ............................................................. 198
23 Статистическое моделирование............................................................... 203
23.1 Основные понятия ................................................................................ 203
23.2 Реализация компонентов класса для функций распределения ............ 206
23.3 Метод Монте-Карло ............................................................................. 208
23.4 Построение гистограмм ....................................................................... 209
24 Методы оптимизации в системах моделирования .................................. 212
24.1 Структурная схема оптимизации........................................................... 212
24.2 Программы оптимизации в СММ МАРС................................................. 217
24.3 Пример задачи параметрического синтеза........................................... 219
25 Измерения и обработка результатов моделирования.............................. 224
25.1 Компоненты-блоки для обработки результатов моделирования .......... 224
25.2 Блоки обработки результатов стационарных
колебательных процессов ........................................................................... 227
26 Компьютерные модели в cистемах поддержки
принятия решений....................................................................................... 235
26.1 Системы поддержки принятия решений ............................................... 235
26.2 Структура СППР .................................................................................... 236
26.3 Подсистема моделей............................................................................. 237
27 Алгоритм функционирования программы
компьютерного моделирования (PSPICE)...................................................... 243
27.1 Основные сведения .............................................................................. 243
27.2 Функциональные возможности среды PSpice........................................ 245
27.3 Алгоритм функционирования SPICE...................................................... 245
28 Среда многоуровневого компьютерного моделирования........................ 251
Cписок сокращений...................................................................................... 258
Математическое моделирование устройств и систем
11.04.04 Электроника и наноэлектроника (Приборы и методы контроля) Очная форма обучения, план набора 2022 г. План в архиве
Математическое моделирование радиотехнических устройств и систем
11.04.01 Радиотехника (Радиотехнические системы) Очная форма обучения, план набора 2023 г.
Математическое моделирование и программирование
11.03.04 Электроника и наноэлектроника (Промышленная электроника) Очная форма обучения, план набора 2019 г. План в архиве