Исследование сложных объектов - Системы и метода

Совершенствование системы нормативов надежности должно опираться на сочетание исследований общих закономерностей формирования свойства надежности систем энергетики, анализа прошлого опыта работы систем и экспертных оценок [72]. Исследование закономерностей, проводимое на достаточно сложных модельных объектах, имеет целью изучение относительной силы влияния тех или иных факторов на изменения показателей надежности системы. Здесь могут быть полезны имитационные модели и методы, основанные на построении регрессионных зависимостей, с учетом экстраполяции существующих тенденций развития системы на перспективу. Анализ прошлого опыта вместе с экспертными оценками должен давать ответ на вопрос о том, насколько удовлетворительным было обеспечение потребителей в прошлом. Иными словами, неизбежно должны получить развитие методы ретроспективного анализа надежности систем энергетики. Ясно, что процесс создания нормативов в принципе итеративный, поскольку необходимы этапы оценки эффективности разрабатываемых и внедряемых норм и их корректировки с изменением внешних условий, накоплением опыта решения задач и т. д. [c.174]

Средства цифровой техники, т. е. управляющие ЭВМ и микропроцессоры, открывают значительно более широкие возможности для построения адаптивных регуляторов (или адаптивных алгоритмов управления), нежели применявшиеся до недавних пор аналоговые вычислители. Стремительное развитие технологии производства цифровых интегральных схем создало предпосылки для практического внедрения сложных законов управления, которые либо вовсе нельзя реализовать с помощью аналоговой техники, либо принципиально возможно, но лишь ценой неприемлемых затрат. Следует отметить, что сама форма описания регуляторов и моделей динамических объектов в дискретном времени обладает существенными преимуществами по сравнению с описанием в непрерывном времени, позволяя упростить как синтез алгоритмов, так и их техническую реализацию. Для создания адаптивных алгоритмов управления, отвечающих требованиям практики, большое значение имели также результаты новых теоретических исследований в области цифрового управления и идентификации, проводившихся начиная примерно с 1965 г. Не удивительно поэтому, что интерес к проблемам адаптивного управления за последние 10 лет существенно возрос. Немало статей по вопросам адаптации публиковалось и в 1958—1968 гг. Однако большинство из них было посвящено методам обработки непрерывных сигналов с помощью аналоговых вычислителей. Обзоры первых работ по адаптивным системам можно найти в [22.1] — [22.10]. Сложность реализации систем этого типа и, самое главное, отсутствие универсальных методов их построения [c.348]

Прежде всего, следует отметить, что фрактальные свойства действительно присущи в ряде случаев реальным геологическим средам и системам, имеющим сложную пространственную и структурную организацию. Это проявляется и в ряде сейсмических и сейсмоакустических явлений, детерминированных происходящими в них процессами, связанными с возбуждением и распространением волн в таких средах. По-видимому, они проявляются и в ряде других свойств и процессов, характерных для геологических сред, таких как механические свойства горных пород, особенности процессов фильтрации флюидов в них и тому подобное. Фрактальные свойства геологических систем наблюдаются и проявляются в геофизике на разных временных и масштабных уровнях - от распределения неоднородностей в литосфере [1,2], до высокочастотного сейсмического шума [3]. Фрактальными свойствами обладают также распределения в объеме пористой среды фильтрующихся сквозь неё несмешивающихся флюидов. Уже перечисленные примеры имеют разную по происхождению физическую природу, но подтверждают широкое распространение фрактальных объектов в геосреде и применимость идей и методов, основанных на особенностях и свойствах таких объектов, при изучении и объяснении протекающих в них, или с их участием, волновых процессов. Внимание к такого рода подходу в различных областях физики и её приложений выросло из стремления ... к установлению связи между микроскопической структурой и макроскопическим поведением сложных систем , как отмечено в отношении всего многообразия исследований по изучению фрактальных структур в волновых процессах авторами обзора [4]. [c.124]

Следует иметь в виду, что системы с одной степенью свободы представляют собой объект, наиболее доступный для исследования возможных колебательных движений при самых разных их нелинейных свойствах. Нелинейные же системы с двумя и большим числом степеней свободы и распределенные системы поддаются последовательному анализу лишь в отдельных частных случаях. Их рассмотрение даже в линейном приближении значительно более сложно, громоздко и не допускает ряда качественных и наглядных приемов, которые возможны для систем с одной степенью свободы. Поэтому изложение материала в гл. 6—12 имеет несколько другой характер, чем в первых главах оно несколько более конспективно, в целях выделения основных физических результатов опускается ряд промежуточных выкладок, особенно при применении изложенных ранее методов анализа. Однако эти различия в изложении отдельных разделов, по нашему мнению, вполне оправдываются спецификой рассматриваемых вопросов, тем более, что значительная часть материала, приведенного в книге, ранее не излагалась в учебных пособиях по теории колебаний. [c.13]

Под термином моделирование понимаются методы экспериментального исследования, основанные на замещении конкретного исследуемого объекта другим, ему подобным, называемым моделью. Моделирование применяется в тех случаях, когда целью исследований является изучение вполне конкретных закономерностей физического, химического, механического или какого-либо другого явления, развивающегося в системе с определенными геометрическими, физическими, химическими, механическими свойствами при конкретных режимных условиях. В простейшем случае модель воспроизводит изучаемое явление и сохраняет его физическую природу и геометрическое подобие, в более сложном — геометрическое подобие не обязательно, ко модель построена таким образом, что позволяет решить поставленную задачу. Примером могут служить электрические модели механических систем, где отсутствуют какие-либо видимые геометрические сходства, а моделирование осуществляется за счет тождественности уравнений, описывающих одинаковым образом явления, имеющие разную физическую природу. [c.5]

Идеализация — наделение реальных объектов нереальными, неосуществимыми свойствами и изучение их как идеальных (точка, линия, абсолютно твердое тело и др.). Идеализация позволяет значительно упростить сложные системы, обнаружить существенные связи и применить математические методы исследования. [c.62]

Исследование неравновесных систем методами статистической физики хотя и возможно, но очень сложно. Эти вопросы будут затронуты в последней главе курса. Основное же внимание уделяется более простым объектам системам, находящимся в статистическом равновесии. [c.37]

Методы решения диффузионных задач многообразны в зависимости от конкретных условий исследовательской практики. Они подробно изложены в работе [18] и относятся в основном объемным изменениям в структуре металлов и сплавов. Исследования диффузионных процессов при трении связаны со значительными экспериментальными и теоретическими трудностями. Последние обусловлены тем обстоятельством, что структура металлических систем формируется в результате сложной совокупности процессов, происходящих при трении и вызванных высоким уровнем напряжений, влиянием окружающей среды (см. гл. 4), значительными объемными и поверхностными температурами и температурными градиентами. Многочисленные экспериментальные данные показывают, что процессы структурных изменений при трении локализуются в тонких поверхностных слоях, и активная зона может быть отнесена к тонкопленочным объектам. Масштабный эффект сопровождается многообразием отклонений физических и физико-химических свойств системы от монолитного состояния для сплавов наиболее характерной особенностью является значительное изменение пределов растворимости. Кроме того, структура поверхностей трения является диссипативной, т. е. образующейся и поддерживаемой в нелинейной системе с большим числом степеней свободы с помощью внешнего источника энергии [71, 109]. Вторичная структура (диссипативная структура, формирующаяся при трении) — результат неустойчивости, образуется вследствие флуктуаций мерой скорости ее образования является производство избыточной энтропии. Структура поверхности трения — это новое состояние вещества вдали от равновесия и неустойчивости, порожденное потоком свободной энергии и приводящее к новым типам организации материи за [c.139]

Этап I — выбор объектов наблюдения. Для сложных автоматических линий, состоящих из многих станков и участков, в качестве объекта исследования необходимо выбрать тот станок или участок, который по производительности лимитирует всю линию. Так как обычно цикл работы всех станков или участков линии приблизительно одинаков, то лимитирующим будет звено, где величина простоев максимальная. В тех случаях, когда определение лимитирующего звена представляет трудности, можно воспользоваться методом летучего хронометража . Назначение летучего хронометража — показать общую картину работы всех агрегатов системы машин, а также изменения межоперационных заделов. При выполнении летучего хронометража наблюдатель в течение всего периода наблюдения обходит по заданному маршруту все станки с максимально высокой частотой и каждый раз отмечает в протоколе, работают или простаивают станки, а также величину межоперационных заделов. По результатам хронометража строится диаграмма, которая позволяет проследить динамику работы системы машин в течение данного промежутка времени и решить вопрос о лимитирующих звеньях. В качестве примера на рис. 16 показана планировка линии первичной обработки блока цилиндров, двигателя ЗИЛ с указанием маршрута летучего хронометража . Частота прохождения наблюдателя составляла в среднем около 3—4 мин. [c.45]

Решение этого дифференциального уравнения для непрерывной функции (г) представляет собой несравненно более сложную математическую задачу, нежели решение матричных уравнений (8.11) или (9.1) для амплитуд в узлах П1. Даже в случае упорядоченного кристалла, когда применение теоремы Блоха ( 1.1) чрезвычайно сильно упрощает рассмотрение, проблема зонной структуры породила обширную литературу, посвященную разработке специфических математических методов, исследованию физических аспектов проблемы и сложным расчетам. Но хотя трудность обобщения этих методов применительно к системам без трансляционной симметрии очевидна, это не должно останавливать нас, ибо неупорядоченные металлы — в виде сплавов или в жидком состоянии — представляют собой слишком важный объект современного мира, чтобы теоретическая физика могла позволить себе их игнорировать [c.453]

В результате решения сформулированных задач и соответствующего уточнения методологии автоматизированного эксперимента возможно дальнейшее развитие работ в области разработки тре бований к измерительным и преобразующим устройствам, рационального планирования эксперимента, разработки новых методов и средств экспериментального исследования и диагностики станков. Очевидно, что исследование современных металлорежущих станков как сложных систем должно базироваться на системном анализе, который состоит из определения объекта исследования очерчивания границ изучаемой системы и ее структуры установления целей, выбора критериев и ограничений построения математической модели, прогноза развития системы анализа результата в соответствии с заданными целями и критериями. В то же время результативность исследований будет полностью определяться степенью конкретизации и целенаправленностью проводимых исследований. [c.41]

МЕТАЛЛОФИЗИКА — раздел физики, в котором изучаются структура и свойства металлов МЕТОД [аналогии состоит в изучении какого-либо процесса путем замены его процессом, описываемым таким же дифференциальным уравнением, как и изучаемый процесс векторных диаграмм служит для сложения нескольких гармонических колебаний путем представления их посредством векторов встречных пучков используется для увеличения доли энергии, используемой ускоренными частицами для различных ядерных реакций Дебая — Шеррера применяется при исследовании структуры монохроматических рентгеновских излучений затемненного поля служит для наблюдения частиц, когда направление наблюдения перпендикулярно к направлению освещения Лагранжа в гидродинамике состоит в том, что движение жидкости задается путем указания зависимости от времени координат всех ее частиц ин1 ерференционного контраста служит для получения изображений микроскопических объектов путем интерференции световых воли, прошедших и не прошедших через объект меченых атомов состоит в замене атомов исследуемого вещества, участвующего в каком-либо процессе, их радиоактивными изотопами моделирования — метод исследования сложных объектов, явлений или процессов на их моделях или на реальных установках с применением методов подобия теории при постановке и обработке эксперимента статистический служит для изучения свойств макроскопических систем на основе анализа, с помощью математической статистики, закономерностей теплового движения огромного числа микрочастиц, образующих эти системы совнадений в ядерной физике состоит в выделении определенной группы одновременно происходящих событий термодинамический служит для изучения свойств системы взаимодействующих тел путем анализа условий и количественных соотношений происходящих в системе превращений энергии Эйлера в гидродинамике заключаегся в задании поля скоростей жидкости для кинематического описания г чения жидкости] [c.248]

Традиционные методы проектирования технических объектов ориентированы на непосредственное наблюдение объектов с учетом их специфики. При этом полагают, что проектируемый объект можно выделить, отделить от окружающей среды, т.е. разрабатывать изолированно. В отличие от этого системный, или системотехнический, подход базируется на разработке необходимого объекта во взаимосвязи с окружающими его объектами. Системный подход — это понятие, подчеркивающее значение комплексности, щироты охвата и четкой организации в исследовании, проектировании и планировании. В современном понимании системотехника есть инженерная дисциплина, представляющая собой раздел теории систем в кибернетике об общих закономерностях создания, совершенствования и использования сложных технических и человеко-машинных систем, к которым с полным правом можно отнести и большую часть различного нестандартного оборудования. Таким образом, методы проектирования с позиции системотехники направлены на достижение внутренней совместимости элементов технического объекта (технической системы) и внешней совместимости его с окружающей средой. [c.202]

В силу сложности рассматриваемого объекта наука—образование-производство одним нз перспективных методов его исследования является метод моделирования с позиции системного подхода. В основе его применения лежит принцин сведения сложного к простому, замена сложного объекта сравнительно простой моделью с отражением таких его черт, которые представляют существенный интерес для решения задачи. Прн этом в ряде случаев можно обойтись без использования сложного математического аппарата. Одним из первых системный подход к разработке модели взаимосвязи науки, образования н практики применил Р. С. Шадури [2]. Разработанная им модель взаимосвязи науки, образования и практики имеет вид чашеобразного тела со слоистыми стенками снаружи — наука, внутри — практика,.а между ними — образование, которое призвано вооружать подрастающее поколение научными знаниями, а также методами их использования в практической деятельности. Модель построена в цилиндрической системе координат,.содержащей время в явном виде. Явное введение времени в качестве координатной оси позволило реализовать здесь принцип историзма в отображении развития объекта моделирования. Поэтому как система образования, так наука и практика представлены на модели в виде серий уровней. [c.197]

Ионы, о которых идет речь, обладают тон особенностью, что будучи введенными в кристаллические решетки и подчиняясь законам коллектива, они в значительной степени сохраняют индивидуальность, которой они обладали в свободном состоянии. Сочетание индивидуальных черт, предопределенных точными законами квантовой механики, со свойствами высокоорганизованного кристаллического окружения создает достаточно сложную картину, вселявшую тем не менее надежду на относительную простоту расшифровки. Хотя эти надежды оказались в значительной степени иллюзорными и реальные системы далеко не всегда следовали предписаниям идеализирующв " теории, основной ключ к шифру был найден в виде теории кристаллического поля и теории лигандов. Однако, как известно, создание основных предпосылок для понимания тех или иных явлений оказывается отнюдь не всегда достаточным для успешного развития области. Быстрота развития научных направлений предопределяется не только и не столько наличием соответствуюш их теоретических предпосылок, сколько требованиями жизни и наличием материальной базы для осуш ествления исследований (в смысле наличия объектов и методов исследования). В этом отношении положение в области спектроскопии активированных кристаллов представляется в высше1 1 степени благоприятным. Рассматривая развитие работ по активированным кристаллам, можно совершенно отчетливо проследить, как появление новых, порой неожиданных областей их применения немедленно стимулировало развитие работ по созданию новых кристаллов и их исследованию — в первую очередь спектроскопическому. И, в свою очередь, появление новых кристаллических систем и углубление наших знаний об их структуре и свойствах вызывали к жизни новые области их применения. [c.4]

Отсутствие ощутимого прогресса в ее решении объясняется слабой разработанностью теории региональной инженерной геологии, сложностью изучаемых объектов. Речь идет о методах, обеспечивающих расчленение литосферы на геологические тела, имеющие таксономическую определенность. Применение системного анализа в региональной инженерной геологии требует представления ее объектов в виде геологических систем (сложных геологических тел), определения объема и содержания понятий геологическая и инженерно-геологическая системы, разработки формальных приемов декомпозиции геосистем и выявления их структуры разных уровней путем исследования отношений компонентов, а также выявления свойств геологических систем, в том числе эмердл<ент-ных (системообразующих). При инженерно-геологическом районировании территории оперируют данными об инженерно-геологи- [c.234]

Значительное развитие в последние годы получили различные варианты метода интегральных ураннений [104—113]. При использовании этого подхода модель электродинамического объекта представляет собой некоторую систему интегральных уравнений относительно функций, заданных на границах тел с различными электрофизическими параметрами. В зависимости от конкретных особенностей решаемой задачи и используемого метода эти функции могут иметь смысл плотности заряда, тока, компонентов электрического либо магнитного полей и т. д. Существенно, что размерность фактически решаемой задачи оказывается меньшей, чем исходной. Это обеспечивает возможность исследования весьма сложных объектов. Кроме того, системы интегральных уравнений хорошо изучены в математической физике теоретический анализ интегральной формулировок электродинамических задач позволяет получить условия их разрешимости, едииственности решения и т. д. Формулировки электродинамических задач в виде интегральных уравнений выгодны также с точки зрения численного решения последних. Численные методы решения систем интегральных уравнений разработаны достаточно подробно [113]. Результаты использования метода интегральных уравнений для построения моделей некоторых типов ЛП, а также неоднородностей в Них приводятся в [45, 107, 111]. [c.34]

Особенно интенсивно приступили к исследованиям и разработкам в области АЭ в середине 60-х годов в связи с насущной необходимостью создания систем предэксплуатационного и эксплуатационного контроля особо ответственных технических объектов - корпусов ракет и ядерных реакторов, трубопроводов АЭС, других крупных инженерных сооружений. Достоинство систем АЭ-конт-роля и диагностики - возможность регистрации сигналов, возникающих достаточно далеко от преобразователя, что позволяет не проводить сканирования объекта, присущего обычным УЗ-методам контроля. Поэтому АЭ-системы практически безынерционны и потенциально более надежны из-за отсутствия перемещения преобразователей. Эти достоинства послужили основой для широкого развертывания работ по созданию АЭ-систем эксплуатационного контроля объектов и связанных с ними методических и аппаратурных разработок и исследований самого явления. Однако само явление АЭ и причины, его порождающие, оказались более сложными, чем считалось в 60-х годах. По-видимому, конец 70-х годов следует рассматривать как начало второго этапа исследований в области АЭ, когда была осознана вся сложность проблем, возникающих при разработке АЭ-систем контроля, создана исследовательская аппаратура, накоплен определенный экспериментальный материал, создана база для оперативной автоматической обработки данных, достаточная для решения как исследовательских, так и технических проблем. [c.161]

В своей теоретической и практической основе исследование технологических процессов и систем зижд тся на методах математического и физического моделирования. Подход к обоим методам различен. Если математические модели отображают реальный процесс, систему при помощи условных математических символов, то физические модели представляют собой уменьшенные или упрощенные до некоторой степени реальные системы. Физические модели должны быть подобны натуре в смысле точного копирования изучаемых явлений. Моделирование может быть полным и частичным. Физические модели используются д-пя изучения внутренней структуры сложных физических процессов, для определения не только выходных, но и промежуточных параметров, для выбора и проверки критериев подобия, различных физических констант и в то же время для прогнозирования и объяснения различного рода явлений с достаточной степенью точности. Физическая модель должна не только отражать изучаемый процесс, но и быть менее сложной, чем сам натурный объект, в противном случае теряется смысл ее использования. Физическая модель отличается от друглх видов моделей прежде всего тем, что она сохраняет самые существенные, определяющие свойства натуры, представленные, как правило, в ином масштабе. [c.294]

Эпизодическое решение отдельных инженерных задач на ЭВМ началось сразу после появления быстродействующих вычислительных машин. Первые тиражируемые программы для решения задач анализа схем и конструирования печатных плат появились в первой половине 60-х годов. На рубеже 60—70-х годов объединение разрабатываемых и имеющихся программных средств привело к созданию программно-методических комплексов для проектирования ЭВМ и их элементной базы, что означало появление первых систем автоматизированного проектирования. В середине 70-х годов промышленность приступила к серийному изготовлению программнотехнических комплексов САПР, получивших название автоматизированных рабочих мест (АРМ). К началу 80-х годов сформировались концепции многоуровневых САПР, осуществляющих сквозное автоматизированное проектирование БИС. Одновременно с созданием аппаратных и программных средств происходило становление теоретических основ автоматизированного проектирования. Важными достижениями стали разработка методов автоматического формирования математических моделей сложных систем, алгоритмизация процедур проектирования топологии печатных плат и БИС, развитие методов анализа моделей, выражаемых системами дифференциальных, алгебраических и логических уравнений высокого порядка, и др. В настоящее время ведутся интенсивные исследования по алгоритмизации процедур синтеза структур проектируемых объектов, отражающие стремление к повышению уровня интеллектуальности САПР по использованию возможностей технологии [c.5]

Детерминированные математические модели строятся на базе аналитических методов исследований, обоснованных на знании основных закономерностей газогидродинамических явлений, протекающих с высокими скоростями при высоких температурах и давлениях в многофазных системах. Детерминированные математические модели, описывающие технологические процессы на объектах ГКМ, являются достаточно сложными по той простой причине, что количество параметров, определяющих направления протекания технологического процесса, являются весьма значительными, к тому же су- [c.50]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...