Б
СиА
рассматривалосьбАприменительно к выбору наиболее экономичной траектории взлета самолета. С этой целью при помощи стендовых замеров работы самолетного двигателя на различных режимах, имитирующих вертикальный взлет и горизонтальное перемещение самолета, были получены данные о расходе топлива. Эти эксперименталь-
Р с. 12. Схемат ческое представление траектории взлета самолета:
А – точка начала дв жен я самолета (отрыва от взлетно-посадочной полосы); Б – точка полного на ора высоты; 2, 9 – расход топлива (натуральных единиц)
при горизонтальном движении на первом километре полета; 6, 7 – при вертикальном взлете на 1 км высоты
Впервые решение задачи динамического программирования
ные данные представляются в видеДсетки цен, выраженных в расходе топлива на различных участках траектории взлета. зложенное может быть условно представлено на рис. 12 [4].
Обработка приведенной на рис. 12 информации сводится к нахождению такой траектории движения самолета из точки (состояния) А в точку (состояние) Б, при которой суммарный расход топлива был
бы минимальным. |
И |
При аналитическом методе решения задачи динамического программирования составляется система так называемых рекуррентных уравнений, выражающих принцип Беллмана (названный так в честь создателя метода американского математика Р. Беллмана), решение которой дает искомый результат [4].
56
При ручном алгоритме решения задачи также реализуется этот же принцип, выраженный советским математиком Е.С. Вентцель сле-
дующим образом: каково бы ни было состояние исследуемой системы в результате какого-либо числа шагов (этапов), на ближайшем шаге нужно предпринимать такое действие (управленческое решение), чтобы оно в совокупности с оптимальными действиями на всех последующих шагах (этапах) приводило к оптимальному состоянию на всех оставш хся шагах, включая данный.
Страектор ей взлета (дв жения из состояния А в состояние Б) самолета является начальный пробег по взлетному полю с последующим плавным набором высоты [4].
Из р с. 12 в дно, что наилучшей при принятых исходных данных
Рассматр ваемый метод может с успехом использоваться для решен я мног х экономических исследовательских задач.
|
этом |
нформация о ценах перехода, например хозяйствен- |
|
ных орган зац й с одного состояния в другое, может собираться и |
|||
При |
|
||
предвар тельно |
о ра атываться (фильтроваться) статистическими |
||
методами. Подо ным о разом может решаться, например, задача о |
|||
выборе рациональной стратегии роста (увеличения мощности) хозяй- |
|||
ствующей организации. |
|
||
|
|
Контрольные вопросы и задание |
|
1. |
В чем отличия между детерминированными и стохастиче- |
||
|
бА |
||
скими процессами? |
|
||
2. |
Назовите классификацию методов анализа. |
||
3. |
В чем особенности вариационного анализа? |
||
4. |
В чем особенности дискриминантного анализа? |
||
5. |
В чем особенности корреляционноД-регрессионного анализа? |
||
6. |
Какие виды графов вы знаете? |
|
|
7. |
В чем особенности динамического программирования? |
||
8. |
В чем особенности метода теории игр? |
||
|
|
|
И |
57
Объект исследования (ОИ) – условно изолированное целое, содержащее в себе совокупность протекающих в нем процессов и средств их реализации. Средства реализации – совокупность систем
С |
|
|
|
управления и контроля и связи между ними и исследуемым объектом. |
|||
Объект исследования характеризуется рядом свойств, важнейшие |
|||
из которых: сложность, полнота априорной |
информации, управляе- |
||
мость |
воспро звод мость. |
|
|
|
ложность – кол чество состояний объекта исследования, кото- |
||
римента |
|
|
|
рое в соответств с целью исследования и принятой техникой экспе- |
|||
|
можно четко различить. Объекты бывают [1]: |
||
простые (два состояния – «да» или «нет»); |
|||
|
б |
|
|
сложные (много состояний). |
|
||
В общем случае ч сло состояний ОИ равно [1]: |
|||
|
|
k |
|
|
|
C ni , |
(22) |
|
|
i 1 |
|
ках. Априорная информацияАоб ОИ бывает [1]:
где ni – ч сло уровней i-го фактора; k – количество факторов.
Априорная информация – информация об ОИ, известная до начала исследования, содержащаяся в монографиях, научных статьях, отчетах, описаниях открытий и изобретений, каталогах, справочни-
полная (об объекте известноДвсе и экспериментальные исследования не нужны);
ограниченная (информация об объекте существует, но недостаточна для достижения цели исследований; эксперимент необходим, чтобы дополнить существующие знания);
отсутствует (об объекте неизвестно ничегоОИи экспериментальные исследования проводятся с целью установить присущие свойства и закономерности).
Управляемость – свойство, позволяющее изменять состояние объекта по усмотрению исследователя. ОИ бывают [1]:
управляемые (исследователь может изменять все входные величины);
частично управляемые (исследователь может изменять не все входные величины, а только их часть);
неуправляемые (исследователь не может влиять на ОИ, эксперимент в таком случае невозможен, возможно только наблюдение).
58
Воспроизводимость свойство объекта переходить в одно и то же состояние, если все входные величины находятся на одном и том же уровне. Воспроизводимость может быть низкая или высокая [1].
Чем выше воспроизводимость, тем проще выполнять эксперимент и тем достовернее его результат.
Модель «черный ящик»
В нженерном эксперименте часто для объекта исследования используется модель «черного ящика», которую представляют в виде
прямоугольн ка с |
|
и входными стрелками (рис. 13) [1]. |
С |
|
|
выходными |
|
|
|
Рис. 13. Схема модели «черный ящик» |
|
Х – управляемые факторы; Н – неуправляемые факторы; |
||
|
В – возмущающие факторы; Y – параметры |
|
бА |
||
Входящие стрелки соответствуютДвходным величинам X , а выходящие – выходным величинам Y. В теории эксперимента входные величины обычно называют факторами, а выходныеИ– параметрами, откликами, реакциями и целевыми функциями.
Параметры характеризуют состояние объекта исследования. Факторами обозначается все, что оказывает влияние на выходные
величины.
Предполагается, что на момент проведения эксперимента внутренняя структура объекта и сущность связей между входными и выходными величинами исследователю неизвестны, о них он судит по тому, какие значения принимают выходные величины при данных значениях входных.
Правильный выбор параметров и факторов в значительной степени предопределяет успех исследования [1].
59
Параметр – величина, характеризующая состояние или поведение ОИ[1].
В инженерном эксперименте в качестве параметров принимаются технические (коэффициент полезного действия, расход энергии, производительность машины, давление, напряжение и т.д.) или экономические величины (приведенные затраты, себестоимость, производительность труда и т.д.). К параметру предъявляются следующие основные требован я [1]:
1. Параметр должен быть количественным и оцениваться числом. Для качественных параметров используются ранговые и условные
показатели оценки. |
|
|||
С |
|
|||
2. |
Параметр должен о ладать свойством совместимости – допус- |
|||
кать безопасное проведение эксперимента при любом сочетании фак- |
||||
торов. |
. |
Недопуст мо, что ы при каком-либо сочетании произошла |
||
3. |
Параметр должен |
ыть однозначным – данному сочетанию |
||
|
||||
авария |
||||
факторов с точностью до погрешности должно соответствовать одно |
||||
значен |
|
е параметра. |
|
|
4. |
Параметр должен |
ыть универсальным – характеризовать объ- |
||
ект исследования всесторонне. |
||||
5. |
|
Желательно, что ы параметр имел простой физический или |
||
экономический смысл, просто и легко вычислялся. |
||||
6. |
Рекомендуется, чтобы параметр был единственным. |
|||
Исследовать объект, |
построить математические зависимости |
|||
|
|
бА |
||
можно для нескольких параметров, оптимизация же может выпол- |
||||
няться только по одному. Если параметров несколько, то рассматри- |
||||
ваются компромиссные задачи. Выбирается основной, с точки зрения |
||||
соответствующих ограничений на объект [1].
Д исследователя, параметр, а остальные используютсяИдля наложения
Контрольные вопросы
1.Какой бывает априорная информация?
2.Что такое управляемость?
3.Что такое воспроизводимость?
4.В чем особенность модели «Черный ящик»?
5.Какие требования предъявляются к параметрам объекта исследования?
60