загрузка...
 
1.4. Моделювання технічної системи
Повернутись до змісту

1.4. Моделювання технічної системи

Будь-яка проектна та дослідницька діяльність так чи інакше пов’я­зана з побудовою моделі. Модель — це об’єкт будь-якої природи, який замінює із деяким ступенем точності досліджуваний об’єкт. Саме наяв­ність етапу математичного моделювання є науковою основою процесу проектування. Хоча як процес дослідження, так і процес проектування оперують моделями, однак вони принципово відрізняються за характе­ром відношення між самим об’єктом і його моделлю. При науковому дослідженні об’єкт первинний, а його модель — вторинна. Водночас при проектуванні модель ще неіснуючого об’єкта є первинною, опису­ючи службову функцію майбутнього об’єкта, а побудований за цією мо­деллю об’єкт — вторинним (рис. 1.6). Тобто об’єкт проектування ще не існує, а його модель уже створена.

Моделі відображають певні характеристики об’єкта, необхідні для розв’язання проблеми. Передусім при проектуванні необхідно уявити функціонування майбутньої технічної системи, зіставити її функціона­льні можливості з ресурсами та обмеження на них. Саме завдання про­ектування чи вдосконалення технічних об’єктів висувають вимоги до якості математичних моделей опису цих об’єктів.

В основу моделювання покладено метод аналогії, що ґрунтується на подібності деяких сто­рін різних предметів та явищ. За аналогією, умо­вивід як метод наукового пізнання дає змогу здобу­вати знання про одні пред­мети та явища на основі їх подібності до інших.

Моделювання — метод наукового пізнання, що полягає в заміні об’­єкта дослідження на спеціально побудований аналог, який відображає ті особливості об’єкта, які цікавлять дослідника. Цей аналог називаєть­ся моделлю. Моделі поділяються на фізичні, які зберігають природу мо­дельованих явищ чи предметів, та символічні, які описують об’єкт тією чи іншою мовою із відповідним рівнем формалізації (словесно-описові, графічні, математичні). Найбільш високий рівень формалізації за­безпечують математичні моделі, які за допомогою математичних залеж­ностей описують характеристики об’єкта, що вивчаються.

Побудова математичної моделі є результатом наукового досліджен­ня. Від якості створеної математичної моделі залежить майбутнє проек­тованої технічної системи, бо така математична модель повинна, з од­ного боку, досить повно відобразити її основні характеристики, а з ін­шого — бути простою і зручною для використання при проектуванні. Цей опис повинен відобразити саме ті аспекти об’єкта — технічної сис­теми, які цікавлять проектанта. Тому ступінь деталізації моделі, її фор­ма визначаються загальною метою створення технічної системи. Пра­вильно побудована математична модель враховує тільки ті фактори, внесок яких у явище чи процес, що вивчається, буде суттєвим.

Математичні моделі можуть бути побудовані шляхом вивчення та формалізації дослідного матеріалу, конструювання моделей складних процесів і технічних систем із відомих моделей їх елементів, отриман­ня моделей простих об’єктів із опису більш загальних та складних.

Моделювання технічних об’єктів і процесів, які є результатом цілеспрямованого проектування, спрощується передусім завдяки зада­ності їх структури. Розглянемо приклади моделювання при різних рів­нях відображення структури об’єкта моделювання в структурі його моделі.



загрузка...