Вестник ДГТУ. 2011. Т. 11, № 6(57)
ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 622691.4:519.711.3
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ
РАСПРЕДЕЛЁННЫХ ОБЪЕКТОВ
Н.В. КУДИНОВ
(Донской государственный технический университет)
Введение. Решая многие задачи оптимизации, диагностики, управления технологическими процессами,
необходимо получать подробную информацию об этом процессе. Как правило, наиболее
важная для этих задач информация носит «предсказывающий» характер. Такая информация порождается
в ходе имитации, она позволяет ответить на вопрос, как вёл бы себя объект управления
и какие бы там протекали процессы, если определённым образом воздействовать на объект.
Обладая такой информацией, можно строить эффективные и близкие к оптимальным технические
системы.
Имитация в технических системах находит применение в информационно-управляющих
диалоговых системах, которые сигнализируют и блокируют последствия «ошибочных» действий
оператора технологического процесса.
Имитационное моделирование в информационной поддержке технологических процессов.
Особую роль имитация технологических процессов приобретает, когда поведение управляемой
системы чрезвычайно сложно предсказать. Одной из таких систем является система распределенных
технологических объектов (РТО). Современные специализированные программные
пакеты справляются с анализом и синтезом систем РТО на основе их статических характеристик.
Непосредственно РТО – широкое понятие, описывающее технологические агрегаты, имеющие дело
с распределенной в пространстве средой, в то же время под РТО иногда понимают комплекс
технологических объектов, пространственно распределённых по территории производства. В
дальнейшем примем первый смысл этого выражения. Наиболее сложные математические модели
получаются для распределённых технологических объектов, в которых процессы протекают не
только во времени, но и в пространстве. К ним относятся: трубчатые и колонные реакторы, печи,
накопители газа (газгольдеры), газопроводы, транспортеры, механические фильтры и фильтруемый
материал, среды передачи информации электромагнитными волнами. Распределённость учитывается
в математических моделях технологических объектов, когда объем, занимаемый рабочей
средой, достаточно большой по сравнению с величинами локальных неоднородностей (волн)
в переходных процессах.
Имитационное моделирование как надстройка над математическим моделированием применяется
в тех случаях, когда методы аналитического вывода решения оказываются ограничены
выбором пространств и метрик, а также необходимой строгостью выводов и доказательств. Суть
имитационного моделирования заключается в образовании таких информационных связей
(рис. 1) в уравнениях, которые бы имитировали связи в моделируемом объекте другой природы,
791
Р о ел о ы м
а ред в в а
а г
с
л
с ри ён о
к
К е,
н
и
п , е р
л л п
в ч г
о ю р
т и ы й в т
м то м н р
рен е
с б т
т е сл и
о
о о и
ы
м
ы о ек к с .
ч х о о : р и
п гр о и п , т епел
ем ро а
о
б
л
ы г к л ён
т
к ъ е а и
р
т а п
п а а
м
в т
ц
, ра и о
о ю ред
о о к у п б
м м х к е е о
д г ч ро ъ
е мт н а ы ыв н
ы о о с еа ц ек
и
р е к м . м
ы , и
ез су пл еч а
ь
т
т и с
а ен и
ы я т
г
б т с т
о с ы
с . П л
о
з
а б о
д ро ьн
н л г
ра
и е о г
и
т
а
я м а
ц
п ы ра п
ро
г
ра с
з
о
и
о
н
м т д
м о ом вс ро
м
н
о
е м
и рена и м
и
а
о
д
ел
т ы н о
ц
о
н
и
р
и а п с
н
н ри л
г
о
о
в
а
н
г м о
о
и
м а я с
о ер н
й
е
а
, м
а
т
и нр о к
ел ех ру
о хд т т
ем
а
т
о л т
и
в о у
ч
н ии чя е а
а г ра м
е
с
к
о
, с ери
т и
а к т
а х
к
е м
о
д
ел
ж ра -
е с
и -
х
а
и
р
о
в
а
-
Стр.1