Кібернетичне моделювання

У процесі дослідження об'єкта часто буває недоцільно або навіть неможливо мати справу безпосередньо з цим об'єктом. Зручніше буває замінити його іншим об'єктом, подібним даним у тих аспектах, які важливі в даному дослідженні. Наприклад, модель літака продувають в аеродинамічній трубі, замість того, щоб відчувати справжній літак - це дешевше. При теоретичному дослідженні атомного ядра фізики представляють його у вигляді краплі рідини, що має поверхневий натяг, в'язкість і т.п. Керовані об'єкти є, як правило, дуже складними, тому процес управління невіддільний від процесу вивчення цих об'єктів.

Модель - це подумки представлена або матеріально реалізована система, яка, відображаючи або відтворюючи об'єкт дослідження, здатна заміщати його так, що її вивчення дає нову інформацію про цей об'єкт.

При моделюванні використовується аналогія між об'єктом - оригіналом і його моделлю. Аналогії бувають наступними:

1) зовнішня аналогія (модель літака, корабля, мікрорайону, форма);

2) структурна аналогія (водопровідна мережа та електромережу моделюються за допомогою графів, відображають всі зв'язки і перетину, але не довжини окремих трубопроводів);

3) динамічна аналогія (по поведінці системи) - маятник моделює електричний коливальний контур;

4) кібернетичні моделі відносяться до другого і третього типу. Для них властиво те, що вони реалізуються за допомогою ЕОМ. Сенс кібернетичного моделювання полягає в те, що експерименти проводяться не з реальною фізичною моделлю об'єкта, а з його описом, який міститься в пам'ять ЕОМ разом з програмами, реалізують зміни показників об'єкта, передбачені цим описом.

З описом виробляють машинні експерименти: змінюють ті чи інші показники, тобто змінюють стан об'єкта і реєструють його поведінку в цих умовах. Часто поведінку об'єкта імітується в багато разів швидше, ніж насправді, завдяки швидкодією ЕОМ. Кібернетичне модель часто називають імітаційної моделлю. Формування опису об'єкта (його системний аналіз) є найважливішою ланкою кібернетичного моделювання.

Спочатку досліджуваний об'єкт розбивається на окремі частини і елементи, визначаються їх показники, зв'язки між ними і взаємодії (енергетичні та інформаційні). У результаті об'єкт виявляється представленим у вигляді системи. При цьому дуже важливо врахувати все, що має значення для тієї практичного завдання, в якій виникла потреба в кібернетичному моделюванні, і разом з тим не переусложніть систему.

Наступним етапом є складання математичних моделей ефективного функціонування об'єкта і його системної моделі. Потім проводиться програмування опису і моделей його функціонування.[3]