Текст задания к первой (1) практике по моделированию систем - Стратегическое и тактическое планирование модельного эксперимента

Стратегическое и тактическое планирование модельного
эксперимента при проведении оценки эффективности систем методом статистических испытаний в среде MATLAB

Цель работы:

практическое изучение методов стратегического и тактического планирования модельного эксперимента, освоение навыков экспериментальных исследований при работе со статистическими имитационными моделями систем в ходе оценки их эффективности.

Работа выполняется в среде MATLAB и оформляется в виде m-файла сценария (script file), содержащего обращение к m-файлу функции, реализующей генерацию случайной величины, описывающую отклик системы в каждом эксперименте и имеющую определенный в конкретном задании вид плотности распределения вероятностей.

Работа состоит из двух частей:

  1. в первой части проводится ознакомление с возможностями стандартных функций, обеспечивающих разработку стратегического плана эксперимента и входящих в состав раздела Design of Experiments (планирование экспериментов) библиотеки Statistics Toolbox (набор инструментов статистического анализа) MATLAB.
  2. Во второй части осуществляется разработка и тестирование внешнего фрагмента имитационной модели, предназначенной для проведения оценки эффективности исследуемой системы по выбранному показателю методом статистических испытаний с оптимизацией объема испытаний в соответствии с основными соотношениями стратегического и тактического планирования.

Для имитации функционирования системы разрабатывается отдельная m-функция (например такая), реализующая генерацию случайного отклика системы при каждом обращении в рамках проводимой совокупности испытаний.

Выполнение работы

далее чисто "кнопочная" инфа которая может оказаться неактуальна для вашей системы:

Перед началом выполнения работы в соответствующем разделе создается рабочая папка.
После запуска системы данная папка устанавливается в окне «Current Directory» путем выбора из списка рабочих папок файловой системы. Для этого используется кнопка «…», открывающая стандартное окно проводника файловой системы, в котором можно изменить текущий дисковый накопитель или раздел диска, а также войти в нужную директорию.

Для проведения моделирования в интересах отработки технологий оценки эффективности в рамках данной работы создается m-функция, реализующая имитацию статистического процесса функционирования исследуемой системы. В качестве подобного функционального эквивалента системы можно использовать генератор случайной величины с произвольным законом распределения.

Параметры этого распределения выступают в роли факторов (то есть эти параметры как бы имитируют изменяющиеся особенности внешней среды), а получаемая при обращении к функции случайная величина – в роли отклика системы - то есть результата работы системы при данных параметрах - в рамках единичного испытания прогона имитационной модели.

В качестве примера можно рассмотреть m-функцию, реализующую генерацию логнормальной случайной величины с параметрами масштаба и формы , ab, которая имеет плотность распределения:
$\Large f(u) = {1\over{ub(2pi)^{1/2}}} * exp[{-log(u/a)^2\over{2b^2}}] $

причем математическое ожидание и дисперсия этой случайной величины равны
$\Large m = a * exp(0.5 b^2), D = a^2 exp(b^2)[exp(b^2) -1 ]$

Зададим эту функции в матлабе (отдельным) файлом так:

Определим m-функцию для генерации случайной величины в виде

function u=systemeqv(a,b);
%логнормальное распределение с параметрами масштаба и формы a, b
u=a*exp(b*randn);

Сохранив в рабочей папке соответствующий файл systemeqv.m, можно приступить к формированию m-файла сценария, реализующего выполнение сессии с целью отработки технологий стратегического и тактического планирования в интересах оценки эффективности моделируемой системы. Откроем этот файл под именем lab1.m.

опять, же - не забываем что функция генерирующая отклик системы может выглядеть и иначе - например так

Создание файла сценария рассмотрим здесь.