Модель «чорного ящика»

2. Модель «чорного ящика»

Першим етапом математичного моделювання є постановка завдання, визначення об'єкту і цілей дослідження, задання критеріїв (ознак) вивчення об'єктів і управління ними. Неправильна або неповна постановка завдання може звести нанівець результати всіх подальших етапів.

Раніше наголошувалося, що планування експерименту базується на кібернетичних уявленнях про об'єкт досліджень. У зв'язку з цим, при новому підході до проведення експериментальної праці найбільш відповідною моделлю об'єкту досліджень рекомендується вибирати так званий «чорний ящик» (рис. 1).

Рисунок 1 – Модель об’єкта досліджень на стадії постановки задачі

Принципи побудови такої моделі зазвичай відповідають апріорним уявленням експериментатора про об'єкт досліджень при вирішенні, в умовах неповного знання механізму, явищ складних багатофакторних завдань.

Входи, позначені стрілками, направленими до об'єкту, характеризують всі способи можливої дії на об'єкт досліджень (це вхідні параметри).

Виходи, які позначені стрілками, направленими від об'єкту, характеризують якість об'єкту досліджень (це вихідні параметри або критерії оптимізації). Поняття «Критерій оптимізації» інколи замінюють поняттям «цільова функція».

До вхідних параметрів відносять керуючі, контрольовані і обурюючі параметри.

Керуючі параметри (або чинники) , , ..., є основними. На них можна впливати з метою зміни значень критеріїв оптимізації (управління станом об'єкту оптимізації).

Контрольовані параметри ( , , ..., ) вимірюють в процесі дослідження, їх не змінюють цілеспрямовано (зазвичай можливість дії на них відсутня).

Обурюючі параметри ( , , ..., ) - неконтрольовані, вони недоступні для виміру, їх значення змінюються в часі випадковим чином.

Чинники можуть набувати певних значень, які називають рівнями варіювання чинників. Кожному стану чорного ящика відповідає певне поєднання рівнів всіх чинників. Чим більше сукупність всіх можливих різних станів чорного ящика, тим він складніший і тим важче вирішувати завдання, пов'язані з його вивченням як об'єкту досліджень.

Формалізація апріорної інформації, заснована на аналізі літературних даних, опитуванні фахівців про доцільність проведення науково-дослідної роботи, дозволяє правильно вибрати критерії оптимізації і чинники, а також визначити положення нульової точки - точки і області експерименту, з якої бажано починати експеримент. На цій же стадії роботи вирішується питання про прийняття обмежень на фактори. Якщо завдання має бути зв'язане з врахуванням двох і більше критеріїв оптимізації, то одночасно розглядаються необхідні обмеження для функції мети, оскільки в цьому випадку при пошуку оптимального рішення без обмежень рекомендується рухатися до оптимуму лише по одному критерію (при певних обмеженнях на інші).

⇐ Предыдущая 1 2 34