Файл: Динамические системы и методы их математического моделирования в пакете Matlab Simulink.doc

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.01.2024

Просмотров: 59

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.


Оператор ADVANCE задерживает транзакт на случайную величину, формируемую по равномерному закону распределения из интервала 8±4, моделируя, таким образом, процесс обслуживания заявок в приборе. Дальнейшее движение транзакта в модели возможно только тогда, когда значение модельного времени достигнет момента завершения обслуживания заявки в приборе.

При попадании транзакта в операторе RELEASE выполняется совокупность действий по освобождению прибора с именем «kan».

Затем транзакт попадает в последний оператор TERMINATE, который выводит транзакт из модели (уничтожает транзакт), при этом из «Счетчика завершений» вычитается значение, указанное в качестве операнда А оператора TERMINATE и равное 1 в нашем примере.

Процесс моделирования продолжается до тех пор, пока значение «Счетчика завершений» не станет равным нулю.

Начальное значение «Счетчика завершений», указываемое в качестве операнда А, устанавливается с помощью команды START, которая одновременно запускает процесс моделирования. Таким образом, моделирование в данном примере завершится после прохождения через модель 10 тысяч транзактов.

По завершению моделирования результаты формируются автоматически в виде стандартного отчета. Но сначала настроим отображаемые данные в отчете. Для этого в главном меню нужно выбрать пункт «Edit/Settings …» и на странице «Reports» («Отчёты») журнала настроек модели с помощью набора флажков задать состав результатов, включаемых в отчёт. Установим флажки напротив: «Queues», «Tables», «Facilities».

Теперь запускаем имитацию командой «Create Simulation» в меню «Command».



Отчет рассматриваемой модели содержит следующую информацию.
1. Заголовок с именем GPSS-модели:



2. Дату и время проведения имитационного моделирования(эксперимента):



3. Время старта и завершения моделирования, количество блоков(операторов), одноканальных устройств (приборов) и многоканальных устройств (памятей) в GPSS-модели:



4. Результаты моделирования и дополнительная информация по устройствам:

Здесь:

FACILITY – символическое имя или номер устройства;

ENTRIES – количество транзактов, вошедших в данное устройство за время моделирования;

UTIL. – коэффициент использования (загрузка) устройства;

AVE.TIME – среднее время занятия устройства одним транзактом (средняя длительность обслуживания заявок);

AVAIL. – состояние устройства на момент завершения моделирования: 1 -устройство доступно (не занято), 0 - устройство недоступно (занято);

OWNER – номер транзакта, находящегося в устройстве на момент завершения моделирования;

PEND – количество транзактов, ожидающих выполнения с прерыванием других транзактов;

INTER – количество прерванных транзактов на момент завершения моделирования (в списке прерываний);

RETRY – количество транзактов, ожидающих выполнения некоторого специфического условия;

DELAY – количество транзактов, ожидающих занятия устройства.
5. Результаты моделирования и дополнительная информация по очередям:

Здесь:

QUEUE – имя или номер очереди;

MAX – максимальное количество транзактов в очереди за время моделирования;

CONT. – текущее количество транзактов в очереди на момент завершения моделирования;

ENTRY – количество транзактов, прошедших через очередь за время моделирования;

ENTRY(0) – количество транзактов, прошедших через очередь за время моделирования с нулевым временем ожидания;

AVE.CONT. – средняя длина очереди за время моделирования;

AVE.TIME – среднее время нахождения транзакта в очереди (среднее время ожидания заявок);

AVE.(-0) – среднее время нахождения транзакта в очереди без учета транзактов с нулевым временем ожидания;

RETRY – количество транзактов, ожидающих выполнения некоторого специфического условия;

6. Информация по таблицам:


Для каждой из таблиц в отчёте приведены следующие данные:

MEAN – среднее значение соответствующей случайной величины;



STD.DEV. – стандартное отклонение случайной величины;

RANGE – нижние и верхние границы частотного класса (интервала);

RETRY – количество транзактов, ожидающих выполнения специфического условия, зависящего от состояния данной таблицы;

FREQUENCY – количество случайных значений, попавших в данный интервал; всякий раз увеличивается на единицу, если значение случайной величины больше нижней границы и меньше или равно верхней границе данного интервала; нижняя граница последнего интервала принимается равной бесконечности, то есть все случайные величины, значения которых больше нижней границы последнего частотного интервала, “попадают” в последний интервал;

CUM.% - накопленная частота, выраженная в процентах от общего количества случайных значений.

Следует отметить наличие определенных проблем, возникающих при задании длин и количества частотных интервалов, задаваемых в качестве операндов команд QTABLE и TABLE. Очевидно, что наглядность и, вытекающая отсюда, информативность гистограмм распределения случайных величин существенно зависит от количества частотных интервалов. Естественно, что для наглядности желательно иметь большое количества частотных интервалов. Однако, чем больше частотных интервалов, тем большую выборку случайных величин необходимо иметь, для того чтобы получить объективную картину, что не всегда возможно и целесообразно. В то же время небольшое количество частотных интервалов (в пределе только 1 интервал) не даёт объективной картины, позволяющей судить о законе распределения анализируемой случайной величины. Таким образом, задание длин и количества частотных интервалов является непростой задачей. Обычно их значения подбираются экспериментальным путем в процессе нескольких реализаций имитационной модели или же на основе предполагаемых значений математического ожидания и среднеквадратического отклонения соответствующей случайной величины.


7. Гистограмма плотности распределения времени ожидания заявок в очереди.


8. Гистограмма плотности распределения времени пребывания заявок в системе.





Пример 2. «Многоканальное устройство»
По заданной схеме построить имитационную модель и провести моделирование в течение 8 часов.


В СМО поступает простейший поток заявок, интервалы между которыми распределены по равномерному закону в интервале от 5 до 9 секунд со средним значением 7 секунд. Заявки выбираются на обслуживание из накопителя неограниченной емкости в порядке поступления. Система содержит два идентичных обрабатывающих приборов.

Длительность обслуживания заявок в устройстве – величина случайная, распределенная по равномерному закону в интервале от 4 до 12 секунд со средним значением 8 секунд. В отчете отобразить данные по МКУ и очередям.

На это раз не будем строить гистограмму, просто уясним способ решения.
За единицу времени возьмем 1 минуту.
Usel STORAGE 2

GENERATE 7,2

QUEUE Ocher

ENTER Usel; попытка занять один из приборов устройства Usel

DEPART Ocher

ADVANCE 8,4

LEAVE Usel; освобождение одного прибора многоканального устройства Usel

TERMINATE

GENERATE 480; время моделирования 480 минут

TERMINATE 1; уменьшение времени моделирования на 1 минуту.

START 1
Рассмотрим изменения, внесенные в предыдущую GPSS-модель.

Первое изменениезаключается в появлении в GPSS-модели «Области описания», которая содержит оператор STORAGE, задающий имя (Usel)многоканального устройства (памяти) и количество обслуживающих приборов (ёмкость памяти), равное 2.

Второе изменениесостоит в использовании операторов ENTER и LEAVE, моделирующих занятие и освобождение многоканального устройства, вместо операторов SEIZE и RELEASE, использующихся для одноканального устройства. Заметим, что в операторах ENTER и LEAVE, в отличие от SEIZE и RELEASE, могут использоваться два операнда A и B, где второй операнд B определяет количество занимаемых или освобождаемых приборов (каналов), причем при отсутствии операнда B его значение по умолчанию принимается равным 1.

Еще одной особенностью данной модели является, то что моделирование заканчивается при превышение времени моделирования.

Представим результаты моделирования. Для отображения данных по МКУ, поставить галочку напротив пункта «Storages» в пункте «Edit/Settings …» и странице «Reports».
"

Здесь:

STORAGE – символическое имя или номер многоканального устройства;


CAP. – емкость МКУ;

REM. – количество свободных каналов в момент завершения моделирования;

MIN. – наименьшее количество занятых каналов в процессе моделирования;

MAX. – наибольшее количество занятых каналов в процессе моделирования;

ENTRIES – количество входов в МКУ;

AVL. - доступность устройства;

AVE.C. – среднее количество занятых каналов;

UTIL. – коэффициент использования МКУ;

RETRY – количество транзактов, ожидающих выполнения некоторого специфического условия;

DELAY – количество транзактов, ожидающих занятия устройства.