Целью имитационных экспериментов является, возможно, более глубокое изучение моделируемых систем при ограниченных затратах. С этой целью необходимо планировать и проектировать не только модель системы, но и процесс проведения экспериментов с ней.
В практике имитационных исследований наиболее распространены следующие типы экспериментов:
сравнение средних и дисперсий результатов операций для различных альтернатив;
определение значимости влияния тех или иных факторов и необходимости их учета при исследовании конкретной системы;
отыскание оптимальных альтернатив (в частности, стратегий управления) на некотором множестве возможных значений.
Математические методы отыскания целесообразных планов проведения экспериментов указанных типов и проведения расчетов с целью вычисления искомых оценок получили название методов планирования эксперимента.
1.1. Общая схема испытаний
При планировании испытаний (в узком смысле) принципиально возможны два подхода: пассивный и активный. Пассивные испытания заключаются в наблюдении и регистрации входных и выходных параметров объектов в режиме нормального функционирования (при фиксированных нагрузках). Планирование испытаний сводится к выбору стационарного режима испытаний. Активные испытания проводятся посредством наблюдения и регистрации процесса после внесения в него возмущений. Сущность активного подхода заключается в одновременном варьировании по определенному закону значений из совокупности факторов , которое ведется по целесообразно составленной программе, называемой матрицей планирования.
План испытания характеризуется спектром плана (нормированным спектром)
или , (1)
где определяет уровни, на которых находится каждый из факторов в -м испытании; – число повторных испытаний;
, – суммарное количество испытаний, , .
Схему планирования испытаний рассмотрим применительно к случаю доводочных испытаний, проводимых с целью достижения экстремального (заданного) значения выходного параметра. Планирование включает: определение пространства факторов, выбор стратегии испытаний.
Совокупность факторов должна быть достаточно полной (включать все существенные факторы), а каждый из факторов отвечать требованиям однозначности, управляемости, независимости и совместимости с другими факторами. Так, при опытной отработке двигателя внутреннего сгорания, когда при выбранном типе двигательной установки и виде топлива решается задача обеспечения требуемой тяги и ресурса , в качестве могут использоваться тип форсунок, их количество, соотношение, размещение, тип головки, литраж и геометрия блока цилиндров, способ охлаждения и т. д.
При выборе стратегии испытаний в общем случае можно выделить три основных этапа.
Планирование и проведение испытаний в ограниченной области с конечной целью установить градиентное направление (направление, в котором угол наклона функции отклика максимален). Решение задачи может осуществляться с помощью линейных уравнений регрессии.
Последовательное движение в градиентном направлении (в частном случае «крутое восхождение»). На этом этапе, зная градиентное направление, выбирают другую ограниченную область в факторном пространстве, где и проводят новую серию испытаний. Крутое восхождение ведется до тех пор, пока не будет достигнута так называемая «почти стационарная область», в которой вариации факторов слабо влияют на значение выходных параметров.
Планирование и проведение испытаний в почти стационарной области, где окончательно определяется совокупность значений факторов , при которых обеспечивается экстремальное (требуемое) значение . На этом этапе учитывается нелинейный характер связей между и .
Актуально о образовании:
Коррекционно-развивающая программа работы с детьми младшего школьного
возраста, склонными к проявлению агрессивности
Разрабатывая коррекционно-развивающую программу для детей склонных к агрессивному поведению, мы обратили внимание на важность взаимодействия социального педагога с классным руководителем, преподавателями, работающими с данной категорией детей, а так же с родителями. Проводя работу в этом направлени ...
Проблемы внедрения и возможные пути развития личностно-ориентированного
обучения
"Индивидуализация", "дифференцированное обучении", "личностно-ориентированное образование" - все это понятия в педагогике далеко не новые. С ними в той или иной степени знаком каждый школьный учитель. И все-таки проанализируем, как эти понятия "работают" на п ...
Воспитание патриотизма на уроке музыки
Начало урока музыки, посвященного героико-патриотической тематике, можно начать в серьезной и торжественной обстановке. Музыка, которая должна прозвучать в этот момент, связана с дорогим сердцу каждого советского человека образом Родины. Москва, Красная площадь. Бьют часы на Спасской башне Кремля. ...