Роль математического моделирования в развитии техники

Содержание

 

Введение. 3

1. Моделирование технологических объектов, управляемых АСУТП.. 7

1.1. Последовательность этапов математического моделирования. 7

1.2. Компьютерное моделирование технологических процессов. 11

2. Применение в учебном процессе компьютерных систем АТП.. 23

2.1. Компьютерное моделирование систем автоматизации
в виртуальной среде CIROS Mechatronic. 24

2.2. Функциональные возможности пакета CIROS Mechatronic. 24

2.3 Компьютерное моделирование систем автоматизации
в виртуальной среде Mathcad. 26

2.4. Компьютерное моделирование систем автоматизации
в виртуальной среде AnyLogic. 27

2.5 Компьютерное моделирование систем автоматизации
в виртуальной среде Model Vision Studium.. 28

2.6. Компьютерное моделирование систем автоматизации
в виртуальной среде MATLAB Simulink. 29

3. Применение электронной доски для демонстрации результатов
математического моделирования. 30

Заключение. 32

Список используемых источников. 33

 

 

 

Введение

1.Цель практики

Целями производственной практике являются:

-реализация образовательной профессиональной программы по ФГОС ВО, что можно рассматривать, как процесс профессиональной реабилитации через профессиональное образование;

 

- закрепление теоретических знаний, полученных студентом с ограниченными возможностями здоровья во время аудиторных

Занятий по дисциплинам профессионального цикла, при непосредственном участии в деятельности производственной организации;

- приобретении и развитие профессиональных умений и навыков;

- сбор практического материала для подготовки выпускной квалификационной работы;

- приобщение к социальной среды организации с целью приобретения социально-личностных компетенций, необходимых для работы в профессиональной среде.

2. Задачи практики

Задача практики заключается в ознакомлении с профессиональной деятельностью машиностроительных предприятий(организаций), в которых проводиться практика.

В соответствии с видами и задачами профессиональной деятельности студента с ограниченными возможностями здоровья практика может заключаться:

- в ознакомлении с техническими характеристиками автоматизированных систем, существующих на предприятии;

-в изучении перспективных методов исследования систем автоматизации;

- в изучении перспективных методов технического обслуживания АСУТП;

- в личном участии в процессе технического обслуживания, измерений и контроля основных параметров машиностроительных процессов;

- в ознакомлении с взаимодействием всех технических служб объекта;

- в ознакомлении с комплексом мер по экологии, охрана труда и технике безопасности- в подборе материалов для написания выпускной квалификационной работы бакалавра.

Роль математического моделирования в развитии техники.

 

На пути реализации в технике наиболее перспективных научных открытий и разработок часто стоят препятствия, связанные с отсутствием или ограниченными возможностями конструкционных или функциональных материалов и с недостаточностью достигнутого технологического уровня. Поэтому процесс реализации научных и технических идей — это процесс поиска разумного компромисса между желаемым и возможным, что доказывает история развития таких быстро прогрессирующих технических отраслей, как ядерная энергетика, ракетно-космическая техника, приборостроение и вычислительная техника.

При создании технических устройств и систем различного назначения обычно рассматривают несколько возможных вариантов проектных решений, ведущих к намеченной цели. Эти варианты принято называть альтернативами. Учет противоречивых требований и поиск компромисса в решении комплекса возникающих при этом взаимосвязанных проблем предполагают наличие достаточно полной и достоверной количественной информации об основных параметрах, которые характеризуют возможные для выбора альтернативы.

В складывавшейся десятилетиями последовательности основных этапов разработки технических устройств в большинстве отраслей машиностроения и приборостроения некоторый начальный объем необходимой информации удавалось сформировать путем так называемых проектировочных расчетов, степень достоверности которых обеспечивала лишь довольно грубый отбор альтернатив. Основная часть необходимой для принятия окончательного решения количественной информации (как по степени подробности, так и по уровню достоверности) формировалась на стадии экспериментальной отработки технических устройств. По мере их усложнения и удорожания, а также удлинения стадии их экспериментальной отработки значимость проектировочных расчетов стала расти. Возникла необходимость в повышении достоверности таких расчетов, обеспечивающей более обоснованный отбор альтернатив на начальной стадии проектирования и формулировку количественных критериев для структурной и параметрической оптимизации.

Развитие сверхзвуковой авиации, возникновение ракетно- космической техники, ядерной энергетики и ряда других наукоемких отраслей современного машиностроения и приборостроения привели к дальнейшему усложнению разрабатываемых и эксплуатируемых технических устройств, и систем. Их экспериментальная отработка стала требовать все больших затрат времени и материальных ресурсов, а в ряде случаев ее проведение в полном объеме превратилось в проблему, не имеющую приемлемого решения.

В этих условиях существенно возросло значение расчетно- теоретического анализа характеристик таких устройств и систем. Этому способствовал и прорыв в совершенствовании вычислительной техники, приведший к появлению современных ЭВМ с большим объемом памяти и высокой скоростью выполнения арифметических операций. В результате возникла материальная база для становления и быстрого развития математического моделирования и появились предпосылки для использования вычислительного эксперимента не только на стадии отработки технического устройства, но и при его проектировании, подборе и оптимизации эксплуатационных режимов, анализе надежности, прогнозировании отказов и аварийных ситуаций, а также при оценке возможностей улучшения характеристик и модернизации технического устройства. Математическое моделирование играет важнейшую роль при информационном сопровождении всего жизненного цикла технических устройств с применением современных CALS-технологий (Continuous Acquisition and Lifecycle Support).

В настоящее время методология математического моделирования и вычислительного эксперимента стала составной частью общих подходов, характерных для современных информационных технологий. Ее практическая реализация существенно повышает эффективность инженерных разработок особенно при создании принципиально новых, не имеющих прототипов машин и приборов, материалов и технологий. Она позволяет сократить затраты времени и средств на использование в технике передовых достижений физики, химии, механики и других фундаментальных наук.