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:
Образовательные
телекоммуникационные проекты
Образовательные телекоммуникационные проекты − это совместная учебно-познавательная деятельность учащихся – партнеров, организованная на основе компьютерной телекоммуникации и имеющая общую цель и согласованные методы ее достижения. Выбор телекоммуникационных проектов определяется следующими ...
Педагогика сотрудничества
Педагогика сотрудничества является одной из наиболее всеобъемлющих педагогических обобщений 80-х годов, вызвавших к жизни многочисленные инновационные процессы в образовании. Название технологии было дано группой педагогов-новаторов, в обобщенном опыте которых соединились лучшие традиции советской ...
Методика формирования пространственного образа на
уроках геометрии
Одним из основных условий формирования пространственных представлений в процессе обучения геометрии является использование упражнений, ориентированных на формирование и развитие комплекса умений, составляющих содержание пространственных представлений и характеризующих их сформированность. Но не все ...