Построение имитационной модели системы массового обслуживания, список и содержание ее активностей. Блок-схема алгоритма моделирования и текст процедуры. Моделирование случайных независимых величин и процессов. Оптимизация системы массового обслуживания.
Краткое сожержание материала:

Размещено на

Содержание

• Введение
• 1. Построение имитационной модели системы массового обслуживания
• 1.1 Список и содержание активностей СМО
• 1.2 Блок-схема алгоритма моделирования и текст процедуры
• 1.3 Протокол моделирования
• 2. Моделирование случайных независимых величин
• 2.1Аналитическая запись заданных законовраспределения случайных величин
• 2.2 Блок-схемы алгоритмов моделирования случайных величин и тексты процедур
• 2.3 Результаты тестирования процедур моделированияслучайных величин
• 2.4 Протокол моделирования СМО в условиях случайных изменений параметров
• 3. Моделирование случайных процессов
• 3.1 Корреляционная функция стационарного случайного процесса
• 3.2 Решение системы уравнений
• 3.3 Блок-схема реализуюшая метод скользящего суммирования и текст процедур
• 3.4 Тестирование генератора стационарного случайного процесса
• 3.5 Протокол моделирования в условиях воздействия возмущающих случайных процессов
• 4. Оптимизация системы массового обслуживания
• 4.1 Постановочная часть задачи
• 4.2 Блок-схема и текст процедуры реализующая Парето-оптимизацию
• 4.3 Результаты Парето-оптимизации
• Заключение
• Приложение

Введение

Полное и всестороннее исследование АСУ на всех этапах разработки, начиная с составления технического задания на проектирование по результатам обследования объектов управления и заканчивая внедрением АСУ в эксплуатацию, невозможно без использования методов моделирования на ЭВМ.

Реальные сложные системы, к числу которых относятся и современные АСУ, можно исследовать с помощью двух типов моделей: аналитических и имитационных. В аналитических моделях поведение сложных систем записывается в виде некоторых функциональных отношений или логических условий.

Когда явления в сложных системах настолько сложны и многообразны, что аналитическая модель становится слишком грубым приближением к действительности, то исследователь должен использовать имитационное моделирование. В имитационной модели поведение компонент сложной системы описывается набором алгоритмов, которые затем реализуют ситуации, возникающие в реальной системе.

Не смотря на то, что разработка хорошей имитационной модели часто обходится дороже создания аналитической модели и требует больше временных затрат, ее построение как правило себя оправдывает. Это объясняется тем, что такая модель позволяет гораздо точнее отразить протекание процессов в реальной сложной системе и описать поведение компонент сложной системы на высоком уровне детализации; исследовать динамику взаимодействия компонент во времени и пространстве параметров системы; изучить новые явления в системе, поведение которой имитируется.

Таким образом, имитационное моделирование является одним из наиболее широко используемых методов при решении задач анализа и синтеза сложных систем.

Постановка задачи.

Для обеспечения надежности АСУ ТП в ней используется две ЭВМ. Первая ЭВМ выполняет обработку данных о технологическом процессе и выработку управляющих сигналов, а вторая находится в "горячем резерве". Данные в ЭВМ поступают через t₁ (сек.), обрабатываются в течении t₂ (сек.), затем посылается управляющий сигнал, поддерживающий заданный темп процесса. Если к моменту посылки следующего набора данных не получен управляющий сигнал, то интенсивность выполнения технологического процесса уменьшается вдвое и данные посылаются через 2t₁ (сек.). Основная ЭВМ каждые t₃ (сек.) посылает резервной ЭВМ сигнал о работоспособности. Отсутствие сигнала означает необходимость включения резервной ЭВМ вместо основной. Характеристики обеих ЭВМ одинаковы. Подключение резервной ЭВМ занимает t₄ (сек.), после чего она заменяет основную довосстановления, а процесс возвращается к нормальному темпу. Отказы основной ЭВМ происходят через T (сек.). Восстановление работоспособности занимает t₅ (сек.). Резервная ЭВМ абсолютно надежна. Смоделировать работу системы в течение 1 часа.

Данные для детерминированной модели СМО: t₁=10, t₂=8,t₃ =30, t₄=5, t₅=100, T =300.

Данные для имитационной модели СМО: интервалы t_1, t₂, t₃, t₄, t₅ распределены по нормальному закону с параметрами m₁=10, m₂=8,m₃=30, m₄=5, m₅= 100, у₁=2, у₂=2, у₃=10,у₄=1, у₅=5; период отказа основной ЭВМ T является стационарным случайным процессом с нормальным законом распределения и интервалом разброса [200.400].

Варьируемые параметры: m1, m3.

Показатели работы: время нахождения технологического процесса в замедленном состоянии, число пропущенных из-за отказа данных.

имитационная система массового обслуживания

1. Построение имитационной модели системы массового обслуживания

Цель работы по разделу: построение имитационной модели системы массового обслуживания, параметры которой являются детерминированными величинами

Графическая схема СМО

Рис.1.1 Графическая схема СМО АСУ ТП

1.1 Список и содержание активностей СМО

Функциональные действия:

1. Поступление данных в ЭВМ

2. Замедленное поступление данных в ЭВМ

3. Отправка сигнала о работоспособности

4. Отказ основного ЭВМ

5. Подключение резервной ЭВМ№2

6. Восстановление ЭВМ

7. Обработка данных

Активности, условия запуска, алгоритм:

· А1-активность поступления данных в ЭВМ при нормальном/ замедленном режиме темпе функционирования;

УЗ: (t_{пос. данных}<=t₀)

Ал: еслиFlag_{пост. сигнала}=1, то t_{пос. данных=}t₀+t₁иначе t_{пос. данных=}t₀+2t₁

Flag_{пост. сигнала}=0

· А3-активность сигнала о работоспособности;

УЗ: (t_раб<=t₀) ^ (ЭВМ работает)

АЛ: Основная ЭВМ работает; t_раб=t₀+t₃

· А4-активность отказа основной ЭВМ;

УЗ: (T<=t₀) ^ (ЭВМ работает)

АЛ: Основная ЭВМ не работает; T=T+1

· А51-активность подключения резервной ЭВМ;

УЗ: (ЭВМ не работает) ^ (резервная ЭВМ не работает)

АЛ: t_зр=t₀+t₄; резервная ЭВМ в режиме подключения;

· А52 - конец подключения резервной ЭВМ;

УЗ: (t_зр<=t₀) ^ (резервная ЭВМ в режиме подключения)

АЛ: Резервная ЭВМ работает;

· А61-активность начала восстановления основной ЭВМ;

УЗ: (t_восст<=t₀) ^ (ЭВМ не работает)

АЛ: t_восст=t₀+t₅; FLAG_восст=1;

· А62-конец восстановления основной ЭВМ;

УЗ: FLAG_восст=1

АЛ: t_вщсст=t₀+t₅; FLAG_восст=0;

· А71-активность начала обработки данных;

УЗ: (Счетчик сообщений>0) ^ (t_{об. д}<=t₀)

АЛ: FLAG_{об. д}=1;

· А72-конец обработки данных обработки данных;

УЗ: FLAG_{об. д}=1;

АЛ: FLAG_{об. д}=0; Flag_{упр. сигнал}=1

1.2 Блок-схема алгоритма моделирования и текст процедуры

Рис.1.2 Алгоритм реализации моделирования предоставленной системы

procedureMyTimerCallBackProg (uTimerID, uMessage: UINT; dwUser, dw1, dw2: DWORD); stdcall;

var time_t1,time_t2,time_t3,time_t4,time_t5,time_T: real;

begin

inc (count); // Счетчик срабатывания мультимедиа таймера

time: = (h*count);

time_T: = (T*count_T);

time_t3: = (t3*count_t3);

if start_t1 then // Если начался отсчет передачи данных в ЭВМ1

begin

status_DATA: =0; // данные передаются

time_t1: =time - now_time_t1;

end;

if ON_PC1 thenstatus_PC1: = 1;

if ON_PC2 thenstatus_PC2: = 1;

if start_t2 then // если з...