- •Введение Понятие модели. Имитационная модель. Основные характеристики сложной системы.
- •1. Классификация моделей
- •2. Структура моделей
- •3. Схема взаимодействия компонентов системы между собой
- •4. Последовательные этапы процесса имитации
- •5. Представление исходных данных для имитации
- •6. Моделирующий алгоритм
- •7. Принципы построения моделирующих алгоритмов для сложных систем
- •8. Организация статистического моделирования систем на эвм
- •8.1. Общая характеристика метода статистического моделирования (метод Монте-Карло)
- •8.2. Алгоритм метода статистических испытаний
- •8.3. Псевдослучайные числа и процедура их генерации
- •8.4. Моделирование испытаний в схеме случайных событий
- •8.5. Формирование возможных значений св
- •8.6. Формирование реализаций случайных векторов
- •8.7 Определение необходимого числа реализаций
- •8.8. Особенности фиксации и статистической
- •8.9. Случайный процесс
- •8.10. Особенности использования критериев согласия в методах регрессионного и корреляционного анализа при обработке результатов моделирования и их интерпретации
- •8.10.1. Критерий Пирсона ( критерий 2 )
- •8.10.2. Критерий Колмогорова
- •8.10.3. Критерий Смирнова
- •8.10.4. Критерий Стьюдента
- •9. Динамическое моделирование
- •9.1 Основные теоретические положения
- •9.1.1. Основные этапы построения динамической модели
- •9.1.2. Структура динамической модели
- •9.1.3. Математическое описание динамической модели
- •9.1.4. Запаздывания
- •9.1.5. Процесс принятия решения
- •9.2. Пример анализа системы методом динамического моделирования
- •10. Регрессионный и корреляционный анализ
- •10.1. Моделирование систем массового обслуживания (смо)
- •10.2. Описание q -схем с использованием марковских случайных процессов (сп)
- •10.3. Уравнение Эрланга и формула Эрланга
- •10.4. Правила составления ду
- •10.5. Моделирование смо с помощью метода статистических испытаний
- •10.6. Формирование входного потока ( 3 -ий блок )
- •10.7. Подалгоритм выбора канала
- •10.8. Подалгоритм выбора заявки из очереди на обслуживание
- •10.9. Подалгоритм моделирования сбоев
- •10.10. Агрегаты, основные понятия
- •10.11. Процесс функционирования агрегата
- •10.12. Представление смо в виде агрегата
- •11. Регрессионный и корреляционный анализ
- •11.1. Регрессионный анализ
- •11.2. Корреляционный анализ
10.11. Процесс функционирования агрегата
Пусть задано t0 - момент начала функционирования агрегата, z(t0) - начальное состояние агрегата и 0 - некоторое управление. Пусть в момент времени t1 поступает входной сигнал x1, в момент времени t2 - входной сигнал x2, в момент времени 1 поступает управляющее воздействие 1 и t1 < 1 < t2.
I. Рассмотрим интервал [t0, t1], t0 < t t1 . Начальное состояние агрегата считается особым. Тогда Z(t) = Ut0[z(t0), 0, t]. Оператор G’’ каждое текущее z(t) проверяет на принадлежность множеству Z(y).
Пусть в момент времени t’ < t1 оператор G’’ обнаруживает, что z(t’) Z(y), а оператор G’ выдает конкретный выходной сигнал y’. Затем определяем
Z(t’ +0) = W[z(t’), 0]. Проверяем принадлежность Z(t’ +0) множеству Z(y). Если - да, то Z(t’ +0 + 0) = W[z(t’ + 0), 0] = W{W[z(t’), 0], 0}. И т.д., пока мы не обнаружим, что текущее состояние принадлежит множеству выходных состояний. Если - нет, то Z(t) = Ut’[z(t’ + 0), 0, t] = Ut’{W[z(t’), 0], 0, t}. Таким образом состояние агрегата будет изменяться на всем интервале t [t’, t1].
II. Пусть в момент времени t1 приходит сигнал x1. Проверяем, принадлежит ли z(t1) множеству Z(y). Если - да, то Z(t1 +0) = W[z(t1), 0]. Проверяем, принадлежит ли Z(t1 +0) множеству Z(y), если нет , то агрегат готов к приему входного сигнала x1.
Z(t’ +0 + 0) = V’[z(t1 + 0), x1, 0] = V’{W[z(t1), 0], x1, 0}.
Если - нет, то Z(t’ +0 ) = V’[z(t1), x1, 0]
Z(t) = Ut1[z(t1 + 0), 0, t]
III. Пусть в момент времени 1 поступает управление 1. Проверяем, принадлежит ли Z(1) множеству Z(y). Если - да, то Z(1 +0) = W[z(t1), 0], если - нет, то Z(1 +0) = V’’[z(1), 1],
Z(t) = U1[z(1 + 0), 1].
Проверяем, принадлежит ли Z(1 +0) множеству Z(y), если нет, то агрегат готов к приему нового управления
Z(1 +0 +0) = V’’[z(1 + 0), 0] = V’’ {W[z(t1), 0], 1}.
При приходе нового управления в агрегат старое управляющее воздействие исключается.
10.12. Представление смо в виде агрегата
I. Постановка задачи:
Рассматривается одноканальная СМО с ограничением на время ожидания для заявки. Входной поток определяется моментом поступления заявок tj, где tj задается через интервалы между поступлениями заявок и является СВ с заданным законом распределения. Кроме этого есть j - это параметр каждой заявки, j - СВ с условным законом распределения f ( / t ).
Если канал занят, то заявка становится в очередь и ждет не больше, чем jож. И в общем случае это ожидание зависит от входной характеристики j и управления s:
jож = (j, s )
jож - это СВ с заданным законом распределения;
s - это СВ, имеющая условный закон распределения f ( ys, t ).
Задается jобсл = (j, s), где jобсл - это СВ с заданным законом распределения.
II. Определяем состояния, которые будут характеризовать СМО.
Z(t) = { z1(t), z2(t), ... , zR(t)}
z1(t) - время, оставшееся до конца обслуживания заявки;
z2(t) - значение нового управления k;
z3(t) - количество заявок в очереди;
z4(t) - оставшееся время ожидания для первой заявки в очереди;
z5(t) - оставшееся время ожидания для второй заявки в очереди;
.
.
.
zR(t) - оставшееся время ожидания для (R -3) заявки в очереди
III. Определяем множество выходных состояний, существующих в этой системе.
1.z1(y) - состояние, когда одна заявка полностью обслужена в канале, а все остальные находятся в очереди в накопителе и имеют возможность ожидать дальше.
Это состояние происходит в момент времени t1:
z1(t1) = 0
z1(t1) > 0 для i = 2,R
G’’ z(t1) z1(y)
G
G’ y1 = [k, s, t1]
Wt1 + 0
z1(t1 + 0) = обсл
z2(t1 + 0) = z2(t1)
z3(t1 + 0) = z3(t1) - 1
z4(t1 + 0) = z4(t1)
.
.
.
zR-1(t1 + 0) = zR-1(t1)
zR(t1 + 0) - неопределено.
Дальше t > t1. Должен работать оператор Ut1:
z1(t) = z1(t1 + 0) - (t - t1)
z2(t) = z2(t1 + 0) = const
z3(t) = z3(t1 + 0) = const
z4(t) = z4(t1 + 0) - (t - t1)
.
.
.
zR-1(t) = zR-1(t1 + 0) - (t - t1)
2. z2(y) - состояние, когда у какой-то заявки из очереди окончилось допустимое время ожидания и заявка уходит из очереди необслуженная.
Это состояние происходит в момент времени t2.
z1(t2) > 0
z2(t2) > 0
z3(t2) > 0
.
.
.
zm(t2) > 0
Все остальные z4(t2), ... , zm-1 (t2)
G’’ z(t2) z2(y)
G
G’ y2 = [k, s, t2]
W t2 + 0
z1(t2 + 0) = z1(t2)
z2(t2 + 0) = z2(t2)
z3(t2 + 0) = z3(t2) - 1
z4(t2 + 0) = z4(t2)
.
.
.
zR-2(t2 + 0) = zR-2(t2)
zR-1(t2 + 0) - неопределено.
Ut2:
z1(t) = z1(t2 + 0) - (t - t2)
z2(t) = z2(t2 + 0) = const
z3(t) = z3(t2 + 0) = const
z4(t) = z4(t2 + 0) - (t - t2)
.
.
.
zR-2(t) = zR-2(t2 + 0) - (t - t2)
3. z3(y) - состояние, когда заявка обслужена и уходит из системы и в очереди нет ни одной заявки.
Это состояние происходит в момент времени t3:
G’’ z1(t3) = 0 z3(y)
z3(t3) = 0
G
G’ y3 = [k, s, t3]
W t3 + 0
z1(t3 + 0) = 0
z2(t3 + 0) = z2(t3)
z3(t3 + 0) = 0
Все остальные zi , i = 4, R-2 будут неопределены.
Ut3:
z1(t) = 0
z2(t) = z2(t3 + 0) = const
z3(t) = 0
Все остальные zi , i = 4, R-2 будут неопределены.