История развития теории моделирования

Применение метода моделирования для изучения свойств некоторого объекта посредством исследования свойств другого - модели - известны с середины XV века. Области применения методов моделирования:

- производство;

-научные исследования в естественных, технических и гуманитарных областях знаний;

-проектирование, конструирование;

-экспериментальные исследования новых технических систем;

-деятельность руководителя по принятию инженерных и организацион­но-технических решений [17].

В середине XV -го века обоснованием методов моделирования зани­мался Леонардо да Винчи:

-устанавливал аналогии при бурении дерева;

-предлагал создавать стеклянные модели глаз, изучать работу серд­ца на модели.

В XVI - XVII веках в сочинении Г. Галлилея упоминается об исполь­зовании моделирования при строительстве галер. Первые строгие научные формулировки условий подобия (первая теорема подобия) были заложены в XVII веке И. Ньютоном.

Развитие те­ории подобия шло двумя путями, основой которых был анализ:

1) уравнений, описывающих явления;

2) размерностей физических величин, характеризующих эти явления. Первое направление разрабатывалось в нашей стране, и было названо анализом уравнений, второе - за рубежом - анализ размерностей.

Теория аналогового электромоделирования развивалась с 1911 г.

Н. Н. Павловским, затем С. А. Гершгориным, Л. И. Гутенмахером. Моделирование с использование техники ЦВМ разрабатывалось А. Н. Лебедевым и П. А. Табак­сом.

В результате проведения исследований по моделированию электричес­ких систем (Д. А. Городский и др.) появились расчетные столы электричес­ких систем, установки для изучения переходных процессов.

Теория подобия и моделирование по сути дела является методологией эксперимента.

Теория эксперимента развивается по двум направлениям [17]:

1) Обработка данных - методика расчета и построения достоверных опытных данных (Ж. Лагранж - XIX век).

2) Теория планирования эксперимента - методика наблюдения за яв­лениями (пассивный эксперимент) и одновременно такая стимуляция изучаемых явлений (активный эксперимент), которая позволила бы наиболее быстро, с меньшим числом опытов найти характерные точки (активный - экстремальный эксперимент) (Фишер, В. В. Налимов и др.). При этом ис­пользуется многофакторный эксперимент, экстремальный ивероятностный подходы к учету влияющих факторов, называемые рандомизацией.

Объединив возможности, скрытые в человеческом интеллекте, со способностью вычислительной машины быстро выполнять арифметические и логические операции, можно получить так называемую имитационную ма­тематическую модель.

Большое значение для сооруже­ния электрических систем и дальних электропередач имели исследования их режимов на физических моделях, создаваемых в стадии проектирования и позволяющих проверить теоретические положения, лежащие в основе рас­четов, и действие различных регулирующих устройств, аппаратуры, релей­ной защиты и т.д.

Сочетание физической и математической моделей с натурными прибо­рами применяется для наладки приборов управления и тренировки персона­ла, управляющего сложными объектами. В первом случае эти модели стали называться испытательными стендами - во втором -тренажерами. В буду­щем тренажеры должны найти применение и при подготовке персонала для энергосистем.