Реферат: Основные цели, определения и принципы математического моделирования, виды моделей

X_1.3 – стратегическая управляющая информация,

X₂ – энергетические воздействия,

X_2.1 – энергетические воздействия ПТМ на ЧО,

X_2.2 – энергетические воздействия окружающей среды на ЧО,

Y – выходные воздействия,

Y ₁ – управляющие воздействия (моменты включений/выключений механизмов, положения переключателей или моменты начала воздействий, продолжительность и интенсивность воздействий),

S – характеристики объекта моделирования,

S₁ – квалификация,

S₂ – личные качества оператора.

С точки зрения моделирования и конструирования ПТМ, наибольший интерес представляют управляющие воздействия. Управляющие воздействия представляют собой набор импульсов, характеризующих работу соответствующих механизмов ПТМ: включение механизма в одном направлении, в обратном направлении и отключение данного механизма / торможение механизма. Обычно, процесс управления состоит из периодически повторяющейся группы операций.

Выполнение всех движений, связанных с перемещением груза в заданную точку и возвращение машины в исходное состояние, называется полным циклом работы машины. [34]

Основной характеристикой цикла является время цикла.

Время цикла определяется как сумма времен, затраченных на выполнение отдельных операций.

При различных технологических вариантах перегрузки и различных родах груза время, затрачиваемое на отдельные операции, будет различно, а, значит, и время цикла будет разным. С временем цикла тесно связано понятие производительности машины. Производительность машины является важной характеристикой ее качества.

Производительностью грузоподъемной машины (ГПМ) называется количество груза, перегружаемое в единицу времени. [34]

Технической производительностью называют количество груза, которое машина может перегрузить за час непрерывной работы при полном использовании ее технической характеристики и производственного опыта.

Эксплуатационная производительность – это производительность работы машины с учетом использования ее по загрузке и по времени.

Техническая производительность определяется по формуле

, (2)

где G – вес груза, т, n_ц - число циклов, выполняемых машиной за час, T _ц – средняя продолжительность цикла для заданных условий, с. Число циклов определяется по формуле

. (3)

Для увеличения производительности машины необходимо максимально уменьшить время цикла или увеличить грузоподъемность. Время цикла зависит от деятельности ЧО или выдачи им управляющих воздействий. Также деятельность ЧО влияет на процессы, протекающие в элементах машины, на окружающую среду и т.д. Поэтому, при моделировании ПТС, необходимо учитывать деятельность ЧО.

Деятельность ЧО как функционирование любой кибернетической системы может быть сведена к восприятию информации, ее переработке и использованию для управления машиной [35]. Моделирование выдачи управляющих воздействий оператором может осуществляться следующими тремя способами: включением человека в модель, математическим описанием процесса выдачи воздействий и комбинированным способом, заключающимся в использовании статистических обработок реального процесса управления. При использовании второго способа необходимо выстроить зависимости между параметрами управляющих воздействий и воздействиями на ЧО с учетом характеристик объекта. В управлении можно выделить две стадии. На первой стадии происходит выработка стратегии управления, на второй реализация данной стратегии.

Стратегия – способ проведения операции или группы операций, направленных на достижение цели.

Эффективность – свойство системы достигать максимума целей с минимальными затратами ресурсов.

Оптимальной называется наилучшая (экстремальная) стратегия, приводящая к желаемому наилучшему результату. Величина, характеризующая этот результат, называется критерием оптимальности. [27]

Мерой эффективности, выбранной стратегии, служит E , показатель эффективности. Он отражает результат осуществления стратегии и является функцией трех параметров: полезного эффекта (q ), затрат ресурсов (c ) и затраченного на выполнение операций времени (t ). Значения q , c и t зависят от u , выбранной стратегии, и  , возможных ошибок при осуществлении данной стратегии. Т.е., показатель эффективности можно записать (4)

. ( 4)

В зависимости от целей проведения операций параметрами q , c и t могут становиться различные характеристики системы или процесса. Также, при определенных условиях, некоторые аргументы могут быть опущены.

Как правило, выбор оптимальной стратегии связан в управлении ПТМ с наименьшими затратами времени на достижение цели, а остальные составляющие входят в условие выбора оптимальной стратегии в качестве дополнительных ограничений

, (5)

где и - допустимые значения соответствующих величин.

Таким образом, будем считать основным вариантом оптимальную стратегию, а отклонения выбранных стратегий управления от оптимальной учитывать с помощью соответствующих коэффициентов (K_откл ), зависящих от технологических вариантов перегрузки, рода груза и квалификации крановщика и определяемых по результатам экспериментов.