Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Автоматизация математического моделирования динамических систем на основе символьно-численных методов и графических преобразований моделей Нуждин, Андрей Владимирович

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Нуждин, Андрей Владимирович. Автоматизация математического моделирования динамических систем на основе символьно-численных методов и графических преобразований моделей : автореферат дис. ... кандидата технических наук : 05.13.16 / Рос. академия наук. Санкт-Петербургский ин-т информатики и автоматизации.- Санкт-Петербург, 1995.- 16 с.: ил. РГБ ОД, 9 96-1/2731-1

Введение к работе

. АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Математическое моделирование составляет основу многих технологий применения вычислительной техники (автоматизация проектирования, автоматизация научных исследований, имитационные эксперименты, оптимизация решений и др.). В последние годы произошли качественные изменения в этой сфере научной деятельности:

к традиционным объектам вычислительного эксперимента (технические системы, физические явления и процессы) добавились природные явления, процессы воздействия на окружающую среду, экономические процессы в больших системах, общественные процессы;

в моделировании технических систем не только возросли размерность и структурная сложность' моделей, но и.появились новые постановки задач моделирования" (эксперименты с обратными моделями и моделями чувствительности, оптимизационные эксперименты с имитационными моделями, управление вычислительным экспериментом в реальном времени, эксперименты с математическими моделями и реальными объектами);

-' постановщиками 'вычислительного эксперимента все чаще становятся неспециалисты в области математики и вычислительной техники.

В этих условиях актуальны работы, повышающие производительность процесса моделирования и делающие его более комфортным для-"неподготовленных" пользователей.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Целью диссертационной работы является разработка комплекса методов и .программных средств, повышающего уровень автоматизации вычислительных экспериментов с-математическими .моделями и сокращающего затраты времени на этапах построения и преобразования моделей..

ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ. В диссертационной работе решаются следующие задачи:

анализ ограничений существующих символьно-численных методов решения систем обыкновенных дифференциальных уравнений;

разработка символьно-численных методов, позволяющих повышать эффективность применения неявных методов числен-

ного интегрирования за счет использования аналитических преобразований на стадии формирования дерева вычислений;

разработка редактора структурных схем,. редактора макроблоков и системы проведения экслеримеятов в целях повышения быстродействия программно-методического комплекса мате-матическсго моделирования (комплекс МИК-НН) и создания "дружелюбного" интерфейса при моделировании динамических процессов в сложных системах;

экспериментальные исследования символьно-численных методов и программно-методического комплекса МИК-НН при моделировании сложных динамических систем;

разработка алгоритмического обеспечения системы математического моделирования-, использующей символьные преобразования математических моделей.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ, Кроме традиционных методов численного интегрирования, использовалась теория .символьных преобразований графов и структурных схем..Процесс моделирования рассматривался с системных позиций как комплекс взаимосвязанных операций. В разработке программного обеспече-' ния использовалась технология объектно-ориентированного' программирования.

ПОЛОЖЕНИЯ,. ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ. На защиту выносятся следующие научные-положения, сформулированные диссертантом:'

.- сфера применения символьно-численных методов решения систем дифференциальных уравнений существенно расширяется при использовании разработанного рекуррентного метода символьных преобразований математических моделей в сочетании с итерационными уточнениями и численными процедурами;

-.эффективность аналитических преобразований моделей на стадиях формирования дерева вычислений повышается при использовании концепции макромоделирования для трех типов систем: систем со слоеной структурой и большой размерностью; подсистем, допускающих аналитическое выполнение операций дифференцирования; непрерывно-дискретных систем, допускающих распараллеливание вычислительных процессов;

-.концептуальное единство 'методов, технологий и алгоритмов, использующих 'символьно-численные преобразования

достигается в среде графических схем разработанного комплекса МИК-НН. "

НАУЧНАЯ НОВИЗНА. Предложен новый подход к организации ' взаимосвязанного комплекса процедур построения и преобразования математических моделей динамических систем с преимущественным, использованием символьных процедур:

- при выполнении операций алгебраизации, дискретизации
и линеаризации моделей, описываемых системой обыкновенных

нелинейных дифференциальных уравнений, а также при последующем преобразовании системы алгебраических уравнений в дерево вычислений;

г при построений многоуровневых математических моделей в графической форме;

- при макромоделировании и декомпозиции моделей.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ,-Теоретические исследова
ния завершены созданием на их основе алгоритмического, про
граммного 'и методического обеспечения задач автоматизации
моделирования динамических систем. Модифицирован программ
но-методический комплекс математического моделирования
МИК-НН на основе применения высокоэффективных процедур:

графического взаимодействия на этапах построения и преобразования моделей (повышена производительность и комфортность процедур моделирования, расширен круг пользователей системы моделирования);

построения прямых моделей вычисления сигналов динамических систем. '

Диссертационная работа выполнялась по- планам государственных- межвузовских программ "САПР" и "Информатизация проектирования".

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные результаты работы доклады
вались и обсуждались на Международной конференции-выставке
(г. Петрозаводск, 5-9 июня 1995 г.), на заседаниях головного со
вета межвузовской программы САПР. Комплекс МЙК-НН использу-
этся в трех организациях. Основное содержание работы отражено
з четырех публикациях.

СТРУКТУРА И ОБЪЁМ РАБОТЫ. Диссертация состоит из введе-1ИЯ, четырех глав, заключения, списка литературы (23 названия)

и приложения. Общий объем работы - 145 страниц, включая 40 страниц с рисунками и таблицами, приложение на 7 страницах.

Похожие диссертации на Автоматизация математического моделирования динамических систем на основе символьно-численных методов и графических преобразований моделей