8.1 Особенности управления и моделирования систем с распределенными параметрами. Общей особенностью систем с сосредоточенными параметрами является описание управляемых процессов в терминах величин, не отражающих в явной форме влияние пространственной протяженности объекта на его характеристики.
Системы, состояние которых описывается функциями нескольких аргументов, зависящих как от времени, так и от пространственных координат, называются системами с распределенными параметрами.
Задачи управления системами с распределенными параметрами являются существенно более сложными, нежели задачи управления системами с сосредоточенными параметрами (ССП) ввиду ряда принципиальных особенностей:
Состояние объектов с распределенными параметрами описывается дифференциальными уравнениями не в обыкновенных, а в частных производных, а также интегральными системами уравнений и «гибридными системами» уравнений.
По сравнению с ССП принципиально расширяется класс управляющих воздействий, прежде всего за счет включения в их число пространственно временных управлений, описываемых функциями нескольких переменных.
Задача реализаций систем управления объектами с распределенными параметрами резко усложняется (по сравнению с ССП) как за счет необходимости осуществления пространственно-распределенного контроля состояния объекта и использования соответствующих сигналов обратных связей, так и за счет необходимости синтеза регуляторов с пространственно-распределенными управляющими воздействиями.
9.2 Особенности современных систем автоматизированного моделирования
Современные профессиональные САМ имеют следующие отличительные черты:
Поддержка иерархического проектирования за счет реализации многоуровневого моделирования и метода локальной детализации модели.
Компонентное моделирование на основе использования библиотек, содержащих большое количество графических и функциональных элементов, причем эти библиотеки открыты для добавления новых описаний.
Графический пользовательский интерфейс, сочетающий графические средства ввода информации об объекте с автоматической генерацией модели по ее структурному описанию.
Наличие интерактивной рабочей среды (управляющей оболочки, монитора), т.е. специальной программы из которой можно запускать все программы пакета, не обращаясь к услугам штатной операционной системы.
Наличие постпроцессоров моделирования, что позволяет не только просматривать, в удобной для пользователя формы, результаты моделирования, но и обрабатывать их.
Наличие встроенных средств численного моделирования рабочего процесса в режиме реального времени или в режиме масштабирования реального времени.
Реализация механизмов продвижения модельного времени, основанных как на принципе дельта t, так и на принципе дельта z.
Интегрируемость с другими пакетами аналогичного назначения, что обеспечивается соответствующими программами-конвертерами, позволяющими проводить экспорт и импорт данных.
Наличие средств, обеспечивающих формирование виртуальных аналогов измерительно-управляющей аппаратуры.
Если система АМ представлена еще для осуществления исследовательского процесса, то добавляется возможности активного вычислительного эксперимента:
Визуализация результатов во время эксперимента.
Возможность интерактивного вмешательства в ход эксперимента.