Моделирование сложных технических объектов / Объекты моделирования

Разработка моделей сложных обеспечивающих имитацию их динамических характеристик «вручную», т.е. прямым программированием, нерациональна. Причиной тому очень большая размерность, связность подсистем объекта, ограниченные сроки разработки.

Сложные технические объекты, как правило, состоят из ряда взаимодействующих подсистем, которые зачастую функционируют на основе близких физико-химических процессов. Например, перемещение жидкостей и газов по трубам описывается законами переноса вещества и энергии, работа сетей передачи электроэнергии описывается законами Кирхгофа, взаимодействие источников и потребителей электроэнергии - законом Ома.

Разработку моделей сложных объектов целесообразно осуществлять с использованием инструментальных средств, позволяющих автоматизировать сам процесс моделирования на некотором классе объектов. Инструментальная система моделирования порождает на выходе некий набор данных, содержащий информацию о структуре моделируемой системы и свойствах отдельных ее элементов. Исполнительная система, работающая в составе вычислительного комплекса, принимает эти данные и обеспечивает выполнение необходимых вычислений состояния объекта с учетом поступающих управляющих воздействий и изменяющихся факторов окружающей среды.

Интерфейс инструментальной системы обеспечивает возможность разработки моделей определенного класса на основе определения топологии взаимосвязей и характеристик элементов подсистемы без программирования.

Объекты моделирования

Описанный подход может использоваться на очень широком классе объектов, это:

• сложные технические объекты (машины);
• производственные процессы (технологические объекты);
• экологические и биологические объекты и проч.

При необходимости спектр моделируемых объектов может быть расширен.

Указанный подход применяется для моделирования сложных технических объектов при создании тренажеров управления техническими средствами в нормальных и аварийных условиях. При этом создается комплексная модель объекта, т.е. модель описывающая объект как совокупность взаимодействующих подсистем получающих управляющие воздействия обслуживающего персонала, в условиях воздействия факторов окружающей среды и меняющейся внутренней обстановки (в т.ч. аварийной обстановки). Тренажерный комплекс включает совокупность объединенных в локальную вычислительную сеть рабочих мест обучаемых, рабочего места руководителя обучения, вычислительно-моделирующий комплекс, систему визуализации.

Моделирующий комплекс

Моделирующий комплекс тренажерной системы помимо решения основной задачи - вычисления состояния объекта во времени (ускоренном или замедленном) - должен обеспечивать параллельное выполнение ряда других задач:

• протоколирование полного состояния моделирующей системы;
• протоколирование управляющих воздействий операторов;
• протоколирование состояния интерфейсов рабочих мест;
• организацию сетевого обмена с системами мониторинга и управления (АРМ).

Соответственно программный комплекс может функционировать либо в режиме Исполнения модели, либо в режиме Интерпретации протокола.

Эти режимы не имеют строгих границ, так в режиме исполнения модели может быть выполнен переход на прошедший момент времени и продолжено моделирование с этого момента с другой последовательностью управляющих сигналов. Наоборот, при анализе архивной записи можно перейти к моделированию в любой момент времени.

Моделируемые сегодня объекты описываются 40-60 тысячами параметров состояния и управления (наблюдаемые параметры). Время цикла вычисления (пересчета) состояния составляет 20-50 миллисекунд.

Мы готовы рассмотреть все коммерческие предложения о сотрудничестве.

Презентация системы моделирования сложных технических объектов