MATLAB бағдарламасы.Simulink пакеті. Ляпунов функциясына жалпы анықтама.

1 MATLAB бағдарламасы
2 Simulink пакеті
3 Ляпунов функциясына жалпы анықтама
4 Орнықтылық теориялары
4.1 Ляпунов бойынша есепті зерттеу
5 Екі популяцияның өзара әрекеттестігін фазалық жазықтық әдісімен күрделі мінез.құлқын зерттеу

Зерттеу құралы – басқару теориясы мен жүйелік анализ арқылы экожүйеге компенсаторлық әсер беруді реттейтін теориялық синтез аппараты.
Жұмыстың мақсаты болып популяцияның күрделі мінез-құлқының анализі, экожүйедегі хаостық процестер мен тербелмелі басқаруды және детерменделген хаостың пайда болу заңдылығын зерттеу; популяцияның санымен басқару және сараптаманың компенсаторлық әдісін өңдеу.
Ғылыми жаңалық:
1. Логистикалық моделдің бірөлшемді кескіні арқылы хаосттық мінез-құлықтың пайда болу сценариі анықталған. Қарапайым тепе-тең нүктесінен бастап модель параметрлерінің өзгеруіне тәуелді оғаш аттракторларға немесе периодты көбейтулерге шейін вариациялайтын әртүрлі жүйе мінез-құлқының түрлері көрсетілген
2. Фазалық жазықтық әдісін қолдану арқылы экологиядағы екі популяцияның өзара әрекеттесетін бейсызықты математикалық модельдің динамикалық режимдері, тепе-теңдік күйі, тепе-теңдік нүктелері, күрделі мінез-құлығы және фазалық портреттері зерттелген.
3. Экожүйенің орнықты дамуын зерттеуде Ляпунов функциясының базасында негіздеу мен ұсынуды қарастырған.
4. Экологиялық ұйымда хаостық және тербелмелі процестерді басқаруға алғаш рет Д-факторы арқылы қарастыру ұсынылған.
5. Өзгеру заңдылығының синтездеу әдісі өңделген: экологиялық жүйедегі анықталмаған және басқару параметрлерінің кез келген өзгерісі кезіндегі бірпараметрлі құрылымды-орнықты кескін класындағы екі популяцияға және бір популяцияға Д-факторының әсері. Анықталмаған және басқару коэффициенті бойынша теңсіздік түрінде популяциялық моделдің тепе-теңдік күйіндегі орнықтылық шарты алынған.
6. Хаостық жүйелерді басқаруға адаптивті басқару, яғни механизмі берілген деңгейде популяцияның санын стабилизациялау үшін компенсаторлық эффект болып табылатын, әдісі арқылы қарастыру ұсынылған.

1. Вейцель В.А. Радиосистемы управления. – М.: Дрофа, 2005.

2. Быков А.В. Моделирование и эффективность радиосистем управления. Курс

лекций, 2009.

3. Алексеев А.А., Имаев Д.Х., Кузьмин Н.Н., Яковлев В.Б. Теория управления: Учеб. /

СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ», 1999.

4. Черных И.В. SIMULINK. Среда для создания инженерных приложений. – М:

ДИАЛОГ-МИФИ, 2004.

Пән: Автоматтандыру, Техника
Жұмыс түрі: Курстық жұмыс
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 19 бет
Таңдаулыға:

КІРІСПЕ
1 MATLAB бағдарламасы
2 Simulink пакеті
3 Ляпунов функциясына жалпы анықтама
4 Орнықтылық теориялары
4.1 Ляпунов бойынша есепті зерттеу
5 Екі популяцияның өзара әрекеттестігін фазалық жазықтық әдісімен күрделі мінез-құлқын зерттеу

Кіріспе
Зерттеудің өзектілігі. Экожүйедегі түрлердің әруақытта жойылуы мен деградациясы шартынан, биологиялық популяцияны баскару есебі өте өзекті болып келеді. Күйдің орнықтылығы мен экожүйенің әртүрлілігін тәжірибелеу көбінде экожүйедегі популяцияның өзара әрекеттестігін зерттеумен анықталды.
Мониторингтің әртүрлі әдістердің ішіндегі биоәртүрлілік әдісі алынған теориялық нәтижелердің негізінде табиғи ортаны корғауды енгізу шарасы мен биологиялық түрлерді басқарудың стратегиялық өндіру мақсатында математикалық және компьютерлік моделдеу арқылы экожүйені зерттеу әдістері үлкен рөл атқарады. Экологиялық жүйедегі күрделі процестерді зерттеу мен басқару, популяциялық процестердің өзара әрекеттестігін функционалдау заңдылықтарына нақты математикалық сипатамамен сүйену керек.
Кез келген экологиялық жүйе берілген аймақты аз зерттелген және күрделі формалданатындай ететін үлкен сыртқы, экогенді немесе реттелетін фактордың, әсерге ұшыраған. Сондықтан популяциялық жүйенің моделдері мен колданылуына негізделген күрделі жағдайын зерттеу мен сараптау сұрақтарын қарастыру өзекті болып табылады.
Дипломдық жобаның зерттеу объектісі ретінде экологиялық жүйелер мысалындағы детерминделген хаосты басқару әдісін қолдану арқылы популяциялық жүйенің мінез-құлқы мен олардың моделдерінің процестері мен жүйелері болып табылады.
Зерттеу құралы - басқару теориясы мен жүйелік анализ арқылы экожүйеге компенсаторлық әсер беруді реттейтін теориялық синтез аппараты.
Жұмыстың мақсаты болып популяцияның күрделі мінез-құлқының анализі, экожүйедегі хаостық процестер мен тербелмелі басқаруды және детерменделген хаостың пайда болу заңдылығын зерттеу; популяцияның санымен басқару және сараптаманың компенсаторлық әдісін өңдеу.
Ғылыми жаңалық:
1. Логистикалық моделдің бірөлшемді кескіні арқылы хаосттық мінез-құлықтың пайда болу сценариі анықталған. Қарапайым тепе-тең нүктесінен бастап модель параметрлерінің өзгеруіне тәуелді оғаш аттракторларға немесе периодты көбейтулерге шейін вариациялайтын әртүрлі жүйе мінез-құлқының түрлері көрсетілген
2. Фазалық жазықтық әдісін қолдану арқылы экологиядағы екі популяцияның өзара әрекеттесетін бейсызықты математикалық модельдің динамикалық режимдері, тепе-теңдік күйі, тепе-теңдік нүктелері, күрделі мінез-құлығы және фазалық портреттері зерттелген.
3. Экожүйенің орнықты дамуын зерттеуде Ляпунов функциясының базасында негіздеу мен ұсынуды қарастырған.
4. Экологиялық ұйымда хаостық және тербелмелі процестерді басқаруға алғаш рет Д-факторы арқылы қарастыру ұсынылған.
5. Өзгеру заңдылығының синтездеу әдісі өңделген: экологиялық жүйедегі анықталмаған және басқару параметрлерінің кез келген өзгерісі кезіндегі бірпараметрлі құрылымды-орнықты кескін класындағы екі популяцияға және бір популяцияға Д-факторының әсері. Анықталмаған және басқару коэффициенті бойынша теңсіздік түрінде популяциялық моделдің тепе-теңдік күйіндегі орнықтылық шарты алынған.
6. Хаостық жүйелерді басқаруға адаптивті басқару, яғни механизмі берілген деңгейде популяцияның санын стабилизациялау үшін компенсаторлық эффект болып табылатын, әдісі арқылы қарастыру ұсынылған.

1 MATLAB бағдарламасы
MATLAB жүйесі 70-жылдардың аяғында Молердың көмегімен құрылған болатын, және ЭЕМ 70-жылдары-ақ кең ауқымда қолданыла бастады. 80-жылдардың басында (John Little) MathWorks фирмасының мүшесі Джон Литл IBM PC, VAX және Macintosh компьютер үшін PC MATLAB жүйесін ойлап шығарды. Бұл жұйенің бастапқы мақсаты математикалық есептерді өте қарапайым тәсілмен шешу. MATLAB мүмкіндігі өте кең, және жүйенің орындау жылдамдығы өзінің бәсекелестерімен салыстыруға келмейді. Бұл жүйе кез келген білім аумағында қолданылады. Атап айтсақ механикалық бөлшектерді моделдеуде және динамикада, гидродинамикада, аэродинамикада, акустикада, энергетикада қолданылады және т.б. MATLAB жүйесінде арнайы электротехникада және радиотехникада, суреттерді өңдеу, нейрондық сетьтердің реализациясында, жаңа білім және техника саласында қолданылады. MatLab- бұл жоғары деңгейлі программалау тілі.Оның құрамында оңай игеруге болатын бірнеше базалық конструкциялар және принциптер бар.Бұл жүйедегі қолданбалы интерфейс өз қатарына көптеген операцияларды және функцияларды, командаларды, батырмаларды қосып алады.Мұнда тағы да екі өлшемді және үш өлшемді графиканың галереясы, яғни олардың функциялары, қасиеттері, құрылымдары туралы айтылады. Барлық функциялары қамтылған, сонымен қатар қосымша қасиеттері қарастырылған. Matlab - бұл техникалық есептер үшін жоғары ретті тіл. Ол өзіне есептеулерді, есептер мен шешімдер математикалыққа жақын түрде бейнеленетін қолайлы ортадағы визуалдау және бағдарламалауды қосады. Әдетте Matlab-ты қолдану - бұл:
* математикалық есептеулер
* алгоритмдерді құру
* моделдеу
* деректерді талдау, зерттеу және визуалдау
* ғылыми және инженерлік графика
* графикалық интерфейсті қоса отырып, қосымшаларды өңдеу
MATLAB - бұл интерактивтік жүйе, онда деректердің негізгі элементі болып массив саналады. Бұл әсіресе матрица және векторды пайдаланатын, техникалық есептерге байланысты әр түрлі есептерді, Си және Фортран сияқты скалярлық бағдарламалау тілдерін қолданып бағдарламалар жазуға қарағанда тезірек шешуге мүмкіндік береді. MATLAB сөзі матрицалық зертхана (matrix laboratory) дегенді білдіреді. MATLAB матрицалық есептеулер үшін арналған Linpack және Eispack-ке жеңіл түрде жетуді қамтамасыз ету үшін арнайы жазылған. MATLAB әр түрлі қолданушыларға негізделіп бірнеше жылдар бойы дамыған. Университеттік ортада ол, математиканың, машина жасаудың және ғылымның әр түрлі облыстарында жұмыс жасауға арналған стандарттық құрал ретінде болған. Өнеркәсіпте MATLAB - бұл жоғары өнімді зерттеулерге, деректерді өңдеу және талдауға арналған құрал. MATLAB-та toolboxes деп аталатын мамандандандырылған бағдарламалар топтарына маңызды рөл бөледі. Олар мамандандырылған әдістерді зерттеуге және қолдануға мүмкіндік беретіндіктен көптеген MATLAB қолданушылары үшін өте маңызды. Тoolboxes - бұл есептердің жеке кластарын шешуге мүмкіндік беретін MATLAB (M-файлдар) функциясының жан жақты жинағы. Тoolboxes сигналдарды, бақылау жүйесін, нейрондық желілерді, вэйвлеттерді, моделдеулерді және тағы да басқаларды өңдеу үшін қолданылады. MATLAB жүйесі бес негізгі бөліктерден тұрады: MATLAB тілі. Бұл ағындар, функциялар, мәліметтер құрылымдары, кіріс-шығыстар және объекті-бағдарлы бағдарламалау арқылы басқарудың жоғары матрица мен массивтер тілі. MATLAB ортасы. Бұл MATLAB қолданушысы немесе программист жұмыс жасайтын құрылғылар жиынтығы. Ол өзіне MATLAB жұмыс ортасындағы айнымалыларды басқару құрылғыларын, мәліметтерді енгізу мен шығару, және де М-файлдар мен MATLAB қосымшаларын құру, басқару мен өңдеу жұмыстарын қосады. Графикалық басқару. Бұл екі- және үшөлшемді мәліметтерді көрсетудің жоғарғы дәрежелі командаларын, көріністерді өңдеу, анимациялар мен графиктерді жинақтауды өзіне қосатын MATLAB-тың графикалық жүйесі. Ол графиктің сыртқы көрінісін толығымен жөндеуге мүмкіндік беретін, және де MATLAB қосымшалары үшін Графикалық Қолданушылық Интерфейсін (GUI) құратын төменгі дәрежелі командалардан да тұрады. Математикалық функциялар кітапханасы. Бұл қарапайым функциялардан, мысалы, сумма, синус, косинус, комплексті арифметика, және одан да күрделі матрицалар, меншікті мәндерді табу, Бессель функциясы, Фурье түрлендіруінен жинақталған есептеуіш алгоритмдердің жиынтығы. Бағдарламалық интерфейс. Бұл MATLAB-пен байланысы бар Си және Фортранеде программа жазуға рұқсат беретін кітапхана. Ол MATLAB-ты есептеуіш құрылғы және МАТ-файлдарды оқу-жазу үшін шақыра отырып программаны шақыру (динамикалық байланыс) құрылғыларынан тұрады.
2.2. Simulink пакеті Simulink - динамикалық жүйені модельдеу, имитациялау және талдау үшін арналған интерактивті құрылғы. Ол графикалық блок-диаграммаларды тұрғызу, динамикалық жүйелерді имитациялау, жүйелердің жұмысқа қабілеттілігін зерттеу және жобаларды жүзеге асыру мүмкіндіктерін береді. Simulink талдау мен жобалау құрылғыларың кең спектріне жедел түрде кіруге мүмкіндігін қамтамасыз ете отырып толығымен MATLAB-пен байланысқан. Simulink тағы да шақырылған оқиғаларды модельдеу үшін Stateflow-мен байланысады. Осы аталған қасиеттер Simulink-ті басқару жүйесін жобалауда және байланыс, цифрлы өңдеу және модельдеудің басқа бағдарламаларында танымал құрылғы ретінде көрсетеді. Simulink программасы MATLAB пакетінің қосымшасы болып табылады. Simulink-ті пайдаланып модельдеу кезінде визуальды бағдарламалаудың қолданушы экранда стандартты блоктардың кітапханасынан тұратын құрылғылардың моделін құру және есептерді іске асыру принципі жүзеге асады. Осымен қатар, модельдеудің классикалық әдістерінен басқа қолданушыға бағдарламалаудың тілі мен математиканың есептеу әдістерін жете біліп қажеті жоқ, тек компьютермен жұмыс жасау барысында жалпы білім мен әрине, жұмыс жасайтын сол пәндік облыстағы білім жеткілікті. Simulink MATLAB-тың жеткілікті өздіндік құрылғысы болып табылады және де онымен жұмыс барысында MATLAB-тың өзін және басқа қосымшаларын білу қажет емес. Және басқа жағынан MATLAB функциялары мен оның басқа құрылғыларына кіру ашық болады және оны Simulink-те қолдануға болады. Пакет құрамына кіретін құрылғылар бөлігі Simulink-те де қолданылады (мысалы, Control System Toolbox LTI-Viewer қосымшасы - басқару жүйесін өңдеу пакеті). Қолданудың әр түрлі облыстары үшін блоктардың қосымша кітапханалары бар (мысалы, Power System Blockset - электротехникалық құрылғыларды модельдеу, Digital Signal Processing Blockset - цифрлі құрылғыларды өңдеу үшін блоктар жиынтығы және т.б.). Simulink-пен жұмыс жасау барысында қолданушы кітапханалық блоктарды жаңарту, өзінің меншік кітапханасын құру, және де блоктардың жаңа кітапханаларын жасау мүмкіндіктеріне ие болады. Модельдеу барысында қолданушы дифференциалдық теңдеулерді шешу әдісін, және де модельдеу уақытын өзгерту әдісін (тұрақты немесе айнымалы қадаммен) таңдай алады. Модельдеу жүрісінде жүйеде болып жатқан процесстерді бақылауға болады. Ол үшін Simulink кітапханасының құрамына кіретін бақылаудың арнайы құрылғылары қолданылады. Модельдеу нәтижелері графиктер мен кестелер түрінде берілуі мүмкін. Бағдарламаны жіберу үшін MATLAB пакетін іске қосу керек. MATLAB пакетінің негізгі терезесі суретте көрсетілген. Және сол жерде құрал-саймандар жақтауында тышқан көрсеткішін нұсқағанда пайда болған терезеде Simulink құлақшасына нұсқау көрсетілген. Құрал-саймандар жақтауындағы Simulink құлақшасын басу Simulink кітапханасының бөлімін шолу терезесінің ашылуына алып келеді. Өзіміздің жаңа бағдарламамызды құру үшін модельдің жаңа файлын ашып, модель терезесінде блоктарды орналастыру керек. Ол үшін кітапхананың сәйкес бөлімін ашу керек. Әрі қарай, қажет блокқа нұсқап және тышқанның сол батырмасын баса отрып, құрылған терезеге блокты әкелеміз. Әрі қарай, керек болса, бағдарлама бойынша орнатылған блок параметрлерін өзгерту керек. Ол үшін тышқанның сол батырмасын екі рет шертіп, блок көрінісін нұсқағышпен көрсету керек. Берілген блок параметрін өзгерту терезесі ашылады. Есептік параметрлерді беру барысында ондық сандырды көрсеткенде бөлгіш ретінде үтір емес нүкте қолданылады. Өзгерту енгізгенннен кейін терезені ОК батырмасымен жабу керек. Блоктар кітапханасын шолу терезесі келесі элементтерден тұрады:
1. Тақырып, Simulink Library Browser терезесі атауымен.
2. Мәзір, File, Edit, View, Help командаларымен.
3. Құрал-саймандар жақтауы, өте жиі қолданылатын командалар құлақшаларымен.
4. Таңдалған блок түсіндірмесін шығару терезесі.
5. Кітапхана бөлімдерінің ағаш түрінде берілген тізімі.
6. Кітапхананың ішкі бөлігі терезесі (кітапханалар немесе блоктарға енгізілген бөлімдер тізімі)
7. Орындалған әрекеттер бойынша нұсқаулардан тұратын күй жолы. Simulink кітапханасы келесі негізгі бөлімдерден тұрады:
1. Continuous - үзіліссіз элементтер кітапханасы (интегратор, дифференциатор, ОДУ сызықты жүйесі және т.б.);
2. Discrete - дискретті элементтер кітапханасы (дискретті уақытты интегратор, дискретті фильтр және т.б.);
3. Functions & Tables - функциялар және таблицалар (Matlab функцияларын шақыру, S-функциялары, кіріс векторын шығыс векторында көрсететін блок (блок параметрлерінде анықталған мәндердің сызықты интерполяциясын қолданумен) және т.б.);
4. Math - математикалық функциялар (абсолюттік мән, комбинаторлы логика, нақты және жорамал комплексті сандарды көрсету және т.б.);

5. Nonlinear - бейсызықты элементтер (релелі буын, ажыратып-қосқыш);
6. Signals & Systems - сигналдар мен жүйелер (құрамды блок, кіріс сигнал, шығыс сигнал, мультиплексер, демультиплексер және т.б.);
7. Sinks - көрініс құрылғысы (уақытылы диаграмма, файлға нәтижелерді шығару, модельдің орындалуын тоқтату және т.б.);
8. Sources - сигналдар көзі (импульстісинусоидальді сигналдар генераторы, кездейсоқ сандар генераторы, ара тәріздес сигналдар генераторы, сағаттар және т.б.).
9. Subsystems - ішкі жүйе блоктары.
2 Simulink пакетін ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.