34
т.б. факторларды имитациялық модельдер жәй есепке алуға мүмкіндік береді.
Қазіргі кезде имитациялық модельдеу – күрделі жүйелерді зерттейтін ең
тиімді әдіс, ал көп жағдайда жүйенің жүріс-тұрысы жайлы ақпарат алудың
(әсіресе жобалау қадамында) тәжірибелік жалғыз мүмкіндігі болып табылады.
Жүйенің жұмысының процесін имитациялық модельде іске асырған
кезде алынған нәтижелер кездейсоқ шамалар мен функциялардың іске
асырылуы болып табылса, процестің сипаттамаларын алу үшін оны бірнеше
рет іске асырып, алынған ақпаратты соңынан статистикалық өңдеу қажет
болады; бұл кезде имитациялық модельді машиналық іске асыру әдісі ретінде
статистикалық модельдеуді таңдаған жөн.
Имитациялық модельдеу келесідей бағалау есептерін шешуге мүмкіндік
береді: жүйенің құрылымының варианттарын, жүйені басқарудың әртүрлі
алгоритмдерінің тиімділігін, жүйенің әртүрлі параметрлерінің өзгерістерінің
әсерлерін. Белгілі шектеулерде кейбір тиімділікті бағалау критерийлары
бойынша оптималды болатын белгіленген сипаттамалары бар күрделі жүйені
құру қажет болғанда имитациалық модельдеу осы жүйелердің құрылымдық,
алгоритмдік және параметрлік синтезі негізінде қолданылады .
41 нұсқа
1.1 Имитациялық модельдер
Компьютерде модельдеу аппараттық модельдеудің арнайы түрі болып
табылады. Процесті компьютерде модельдеу үшін оның математикалық
моделін арнайы модельдеу алгоритмге түрлендіру керек. Осы алгоритмге
сәйкес компьютерде зерттелетін процестің элементарлы құбылыстарын
(олардың байланыстары мен өзара тәуелділіктерін есепке алып) бейнелейтін
ақпарат тудырылады. Бұл ақпараттың кейбір бөлігі модельдеу нәтижесінде
алу керекті процестің сипаттамаларын анықтауға қолданылады.
«Имитациялық
модель»
деген
атау
процесс-түпнұсқа
мен
компьютердегі процесс арасында тұрысын бейнелейтін ақпарат құрамы мен
оның сипаттамалары және модельдеу кезіндегі компьютермен өңделетін
ақпарат жағынан сәйкес болады.
Имитациялық модельдер өзінің шешімдерін аналитикалық модельдер
сияқты түрде көрсете алмайды, олар тек қана тәжірибемен анықталатын
жағдайлардағы жүйе жүріс-тұрысын талдауға қолданатын құрал ретінде
қолданылады.
Яғни керекті ақпаратты немесе нәтижені алу үшін имитациялық
модельді шешу емес, орындау керек болады. Сонымен имитациялық
модельдеу – нақты жүйенің моделін құру және осы модельмен тәжірибелерді
өткізу процесі; бұл тәжірибелер жүйені басқару кезінде пайдаланатын
жүйенің жүріс-тұрысын түсіну немесе әртүрлі жағдайларды бағалау
мақсатымен жасалады.
35
Мынаны атап кеткен жөн: аналитикалық модельдерді компьютерде
сандық есептеуі модель теңдеуін (аналитикалық немесе тәжірибелік жолмен
құрастырылған) шешуінің әдісінің іске асырылуы, ал имитациялық модель
жүйенің өзінің жүріс-тұрысының іске асырылуы болып табылады.
42 нұсқа
Объекттердің сипаттамаларын анықтаудың аналитикалық әдістері
Құбылыс механизмдері, яғни объектте бар барлық себеп-салдарлық
байланыстарды модель операторының құрамында қамтып көрсету
аналитикалық модельдердің ерекшелігі.
Кез келген математикалық модельді құрастыру модельденетін объектті
физикалық бейнелеуден басталады. Сонымен бірге модельде көрсететін және
оларды бейнелеу кезде қабылданатын негізгі келісімдерді орнататын объектте
өтіп жатқан элементарлы болатын процестерді бөледі. Бұл арада элементарлы
деген қарапайым дегенді білдірмейді, тек қана ол процестер басқа күрделі
процестердің құрастырушысы болатынын білдіреді. Әдетте, элементарлы деп
бір құбылыстар класының процестерін есептейді, мысалы, масса алмасу,
жылу тасымалдау, т.б. Әдетте келесі элементарлы процестер есепке алынады:
фазалар ағындарының қозғалысы, фазалар арасында масса алмасу, жылу беру,
агрегаттық күйді өзгерту, химиялық түрлендіру.
Есепке алынатын элементарлы процестердің тізімін объектті
бейнелейтін математикалық модельге енгізілетін құбылыстардың жиыны
анықтайды.
Жылуэнергетика өндірісінің негізгі технологиясы келесі элементарлы
құрастырушылары бар физикалық процестерде негізделген:
- механикалық процестер – қатты материалдарды механикалық өңдеу;
- гидродинамикалық процестер (сұйықтық пен газды тасымалдау);
- жылу процестері (жылыту және суыту);
- масса алмасу процестері (булану және конденсациялану).
Осы барлық процестерінің өту заңдылықтары олар өтетін ортаның
қозғалу шарттарымен байланысты, ол шарттар гидро және газодинамика
заңдарымен анықталады. Сонымен бірге олардың барлығы (біріншіден басқа)
жүйенің бөлек бөліктері арасында зат пен энергияны тасымалдау элементарлы
процестерінде
негізделген.
Осындай
тасымалдау
процестердің
заңдылықтарын термодинамика оқиды. (Механикалық процестерді оқу
серпімділік теориясының және қатты зат механикасының заңдарында
негізделген). Сондықтан көптеген технологиялық процестерін модельдеудің
теориялық негізі гидро және газдинамикасы болып табылады. Технологиялық
процестердің
элементарлы
қадамдарындағы
ғылым
негізі
жалпы
болғандықтан, оларды талдау және олардың модельдерінің рұқсат етілген
кластарын құрастыру принциптері де жалпы болады.
