Разработка и тестирование источника внешних воздействий в системе Matlab + Simulink
Основной целью данной работы является разработка и тестирование источника внешних воздействий в системе Matlab + Simulink. Для достижения данной цели были изучены методы моделирования случайных величин, различные блоки и инструменты SimEvents и Simulink и на основании полученных данных была спроектирована, разработана, и протестирована система массового обслуживания, содержащую источник внешних воздействий.
Введение ………………………………………………………………………………………………….. 15
1 Обзор литературы …………………………………………………………………………………. 16
2 Объект и методы исследования ……………………………………………………………… 18
2.1 Система массового обслуживания ………………………………………………………. 18
2.2 Методы моделирования СВ ………………………………………………………………… 18
2.2.1 Метод обратной функции …………………………………………………………………. 19
2.2.2 Метод фон Неймана. ………………………………………………………………………… 20
2.2.3. Метод композиций ………………………………………………………………………….. 22
2.2.4 Метод моделирования дискретных СВ ……………………………………………… 22
2.3 О MatLab и Simulink …………………………………………………………………………… 23
2.4 SimEvents……………………………………………………………………………………………. 24
2.4.1 Описание используемых компонентов SimEvents ……………………………… 25
3 Расчеты и аналитика ……………………………………………………………………………… 29
3.1 Структура схемы СМО с источником внешних воздействий ……………….. 29
3.2 Параметры СМО…………………………………………………………………………………. 31
4 Результаты проведенного исследования ………………………………………………… 33
5 Финансовый менеджмент и ресурсоэффективность ……………………………….. 35
5.1 Организация и планирование работ …………………………………………………….. 35
5.2 Продолжительность этапов работ ……………………………………………………….. 36
5.1 Расчет сметы затрат на выполнение проекта ……………………………………….. 38
5.1.1 Расчет затрат на материалы ……………………………………………………………… 39
5.1.2 Расчет заработной платы ………………………………………………………………….. 39
5.1.3 Расчет затрат на социальный налог…………………………………………………… 40
5.1.4 Расчет затрат на электроэнергию ……………………………………………………… 41
5.1.5 Расчет амортизационных расходов …………………………………………………… 42
5.1.6 Расчет прочих расходов ……………………………………………………………………. 43
5.1.7 Расчет общей себестоимости разработки ………………………………………….. 43
5.1.8 Расчет прибыли ……………………………………………………………………………….. 44
5.1.9 Расчет НДС ……………………………………………………………………………………… 44
5.1.10 Цена разработки НИР …………………………………………………………………….. 44
5.2 Оценка экономической эффективности проекта ………………………………….. 44
6 Социальная ответственность …………………………………………………………………. 45
Введение ………………………………………………………………………………………………….. 45
6.1 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности ……… 45
6.2 Производственная безопасность………………………………………………………….. 47
6.2.1 Микроклимат рабочего места …………………………………………………………… 49
6.2.2 Освещенность рабочей зоны …………………………………………………………….. 49
6.2.3 Шум ………………………………………………………………………………………………… 52
6.2.4 Электромагнитное излучение …………………………………………………………… 53
6.2.5 Опасность поражения током …………………………………………………………….. 54
6.2.6 Обоснование мероприятий по снижению уровней воздействия опасных и
вредных факторов на работника ……………………………………………………………….. 55
6.3 Экологическая безопасность ……………………………………………………………….. 56
6.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях …………………………………………….. 56
6.5 Выводы по разделу……………………………………………………………………………… 58
Заключение ……………………………………………………………………………………………… 59
Список использованных источников ………………………………………………………… 60
Приложение А …………………………………………………………………………………………. 63
В наше время имитационное моделирование является, наиболее
эффективным средством изучения физических и социально-экономических
процессов, проверки работоспособности достаточно сложных устройств и
систем.
С его помощью можно построить различные модели реальных систем
и процессов, что позволяет провести над ней какой-либо эксперимент и на
основе полученных результатов улучшить работу реальной системы.
Основной целью данной работы является разработка и тестирование
источника внешних воздействий в системе Matlab + Simulink. Для достижения
данной цели необходимо изучить методы моделирования случайных величин,
различные блоки и инструменты SimEvents и Simulink и на основании
полученных данных спроектировать, разработать, и протестировать систему
массового обслуживания, содержащую источник внешних воздействий.
1 Обзор литературы
Имитационное моделирование широко применяется в различных
сферах, таких как: экономика, информационные технологии, добыча
природных ресурсов, космос, военная отрасль. Основными преимуществами
столь популярности имитационного моделирования, является возможность
прогнозирования без использования реальных систем. Что в свою очередь дает
выигрыш в ресурсах, времени, а иногда даже невозможности в силу каких-
либо причин провести эксперимент над реальной системой, например, если
система только находится в разработке.
Ниже приведен список работ, являющихся наиболее схожими по
тематике с данной работой.
В работе [1] описывается способы описания и изучения выходного
потока, что возникают в системах с циклическим обслуживанием. В данной
статье строится модель имеющая выходные потоки, а также осуществляется
анализ их свойств.
В работе [2] рассматривается возможный способ применения
имитационного моделирования, основанного на системах массового
обслуживания с целью получения оценки управления производственным
процессом.
В работе [3] предлагается имитационная модель серверного комплекса
распределения вычислительной нагрузки с помощью сервера-балансера.
Описывается модель, созданная в среде MatLab/Simulink/SimEvents, которая
позволяет учитывать случайный характер моментов возникновения заявок и
переменную длительность задержки поступления задач.
В работе [4] описываются алгоритмы балансировки для внешних
сервисов с неспециализированными клиентами, используемых в
промышленных центрах обработки данных.
В работе [5] рассматривается разработка и модификации
имитационной модели системы массового обслуживания, использующая
заявки трех типов.
В работе [6] рассматривается архитектура модели сервиса с
динамической контекстно-зависимой вместимостью. Так же тут
продемонстрирована модель с реализованным управлением очередью, что
позволяет обеспечить высокую нагрузку на сервис, при этом исключая
ситуацию с блокировкой очереди.
В работе [7] производится изучение процесса моделирования системы
массового обслуживания заявок.
В работе [8] рассматриваются системы с различными дисциплинами
ожидания и обслуживания. В частности, в ней были рассмотрены 3 варианта
дисциплины обслуживания. Для каждой из них была проведена серия
экспериментов для сравнения между собой этих систем.
Таким образом мы видим, что в науке широко используется системы
массового обслуживания для разных целей. Выбор дисциплины ожидания и
обслуживания производится исходя из конкретно поставленной задачи.
Опираясь на исследованные ранее правила и закономерности можно
построить, либо модифицировать существующую модель под конкретную
задачу с заданными характеристиками.
2 Объект и методы исследования
2.1 Система массового обслуживания
В настоящие время имитационное моделирование применяется в самых
разных сферах человеческой деятельности, что позволяет существенно
снизить временные и материальные затраты.
Использование имитационного моделирования с помощью ЭВМ
позволяет увеличить скорость получения оптимальных параметров системы,
проведения необходимых экспериментов и модификаций.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы
рассмотрены принципы и методы имитационного дискретно-непрерывного
моделирования в математической среде MatLab. Проведен обзор библиотек
SimEvents и Simulink, изучены различные блоки и инструменты SimEvents и
Simulink, являющихся отдельными модулями математического пакета MatLab.
В результате работы была разработана модель СМО с источником
внешних воздействий. В качестве тестирования модели были проведены серии
экспериментов с целью анализа характеристик СМО.
1.Е.В. Пройдакова, М.А. Федоткин. Управление выходными
потоками в системе с циклическим обслуживанием и переналадками //
Автоматика и телемеханика, №6, 2008 – Москва, 2008. – C. 96-106.
2.А.Ф. Галиуллина, С.В. Сильнова, Л.Р. Черняховская. Оценка
эффективности управления производственным процессом с применением
имитационного моделирования на основе систем массового обслуживания //
ВестникУфимскогогосударственногоавиационноготехнического
университета. 2015. Т. 19. № 1 (67). С. 184-191.
3.Викулов Е.О., Денисов О.В., Рудгальский М.А. Моделирование
распределения нагрузки между серверными станциями // В сборнике:
Информационные технологии и автоматизация управления Материалы VIII
Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов,
работников образования и промышленности. – Омск, 2016. –С. 38-43.
4.Айдаров К.А., Балакаева Г.Т. Исследование алгоритмов и методов
балансировки нагрузки и построение моделей для сетей массового
обслуживания // Марчуковские научные чтения – 2017 Труды Международной
научной конференции. Новосибирск: Изд-во ИВМиМГ СО РАН,2017. С. 17-
21.
5.Polyanskiy S.V., Katsman Yu. Ya. Application of dynamic priorities
for controlling the characteristics of queuing system // Journal of Physics:
Conference Series. — 2017. — Vol. 803: Information Technologies in Business and
Industry (ITBI2016) : International Conference, 21–26 September 2016, Tomsk,
Russian Federation : [proceedings]. — [012119, 6 p.]
6.С.А.Иванов.Модельсервисасконтекстно-зависимой
вместимостью в системах массового обслуживания в SimEvents. / Вестник
Чувашскогоуниверситета.Информатика,вычислительнаятехникаи
управление. №3 – 2013. с. 270-273
7.Апачиди К.Н. Моделирование в среде Simulink системы массового
обслуживания с приоритетами. Перспективы развития информационных
технологий: / Труды Всероссийской молодежной научно-практической
конференции, г. Кемерово, 29-30 мая 2014 г. – КузГТУ. – Кемерово, 2014. с.5-
6.
8.Апачиди К.Н. Сравнение характеристик систем массового
обслуживания при приоритетном распределении ресурсов. Молодежь и
современныеинформационныетехнологии./СборниктрудовXII
Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и
молодых ученых «Молодежь и современные информационные технологии».
Томск, 1 2-14 ноября 2014 г. – Томск: Изд-во ТПУ. – Т. 2 с. 130-131.
9.Ослин Б.Г. Моделирование. Имитационное моделирование СМО:
учебное пособие. / Томский политехнический университет. – Томск: Изд-во
Томского политехнического университета, 2010. – 128с.
10. Иванов А.В., Иванова А.П. Моделирование случайных величин,
систем массового обслуживания и случайных процессов. Часть 1.:
Методические указания к лабораторным работам. – М.: МИИТ, 2005. – 28 с.
11. Моделирование непрерывных случайных величин – [электронный
ресурс]https://studopedia.ru/15_63114_modelirovanie-neprerivnih-sluchaynih-
velichin.html
12. Имитация непрерывных случайных величин – [электронный
ресурс] http://ermak.cs.nstu.ru/mmsa/glava3/glava3_3.htm
13. Кацман Ю. Я. Моделирование: Учеб. пособие / Том. политехн. ун-
т. – Томск, 2003. – 91 с.
14. Matlab–Краткоеруководство[электронныйресурс]
https://coderlessons.com/tutorials/kompiuternoe-programmirovanie/uznaite-
matlab/matlab-kratkoe-rukovodstvo
15. Дьяконов В.П. Matlab 6.5/7.0 + Simulink 5/6 в математике и
моделировании. Библиотека профессионала. – М.: «СОЛОН-Пресс», 2005.–
576 с.
16. SimEvents[Электронныйресурс].–режимдоступа:URL
http://matlab.ru/products/simevents.
17. СанПиН2.2.2/2.4.1340–03.Гигиеническиетребованияк
персональным электронно-вычислительным машинам и организации работы.
18. ГОСТ 12.2.032-78 ССБТ. Рабочее место при выполнении работ
сидя. Общие эргономические требования.
19. ГОСТ Р 50923-96. Дисплеи. Рабочее место оператора. Общие
эргономические требования и требования к производственной среде. Методы
измерения.
20. ГОСТ 12.0.003-2015. Опасные и вредные производственные
факторы. Классификация.
21. СанПиН 2.2.4.548–96. Гигиенические требования к микроклимату
производственных помещений.
22. СП 52.13330.2016 Естественное и искусственное освещение.
Актуализированная редакция СНиП 23-05-95*.
23. ГОСТ12.1.003-2014ССБТ.Шум.Общиетребования
безопасности.
24. СН 2.2.4/2.1.8.562–96. Шум на рабочих местах, в помещениях
жилых, общественных зданий и на территории застройки.
25. ГОСТ 12.1.006-84 ССБТ. Электромагнитные поля радиочастот.
Допустимые уровни на рабочих местах и требования к проведению контроля
(с Изменением N 1).
26. ГОСТ12.1.038-82ССБТ.Электробезопасность.Предельно
допустимые значения напряжений прикосновения и токов (с Изменением N 1).
27. ГОСТ Р 22.3.03-94. Безопасность в ЧС. Защита населения.
Основные положения.
28. ГОСТ Р 12.1.019-2009, Система стандартов безопасности труда
(ССБТ). Электробезопасность. Общие требования и номенклатура видов
защиты
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.6 (92 отзыва)
5 (44 отзыва)
4.8 (373 отзыва)
5 (285 отзывов)
4.9 (298 отзывов)
4.9 (5 отзывов)
0 (13 отзывов)
4.3 (248 отзывов)
5 (8 отзывов)
