Разработаны основные положения, подходы и технология математического моделирования на ЭВМ динамических систем и объектов различной физической природы на основе метода электроаналогий. Приведены примеры механических, гидравлических и тепловых электроаналогий. Дано структурно-модульное представление метода электроаналогий.
Предназначено для широкого круга читателей: студентов машиностроительных специальностей, научных работников, а также для специалистов, занимающихся динамическими расчетами и моделированием на ЭВМ сложных механизмов и устройств.
В учебном пособии изложен теоретический материал по вопросам моделирования динамических систем, а также прикладные методики и примеры решения практических задач, связанных с выполнением основных преобразований математических моделей, направленных на их упрощение и приведение к стандартному виду с целью исследования их наблюдаемости, управляемости и устойчивости. Излагается методика проверки полученных результатов, основанная на проведении исследований динамики свободного и вынужденного движения систем на основе аналитического и численного решения соответствующих линейных дифференциальных уравнений, а также геометрических представлений на фазовой плоскости.
Материал пособия предназначен для самостоятельной работы слушателей и курсантов при изучении дисциплин «Основы теории управления», «Теория автоматического управления», «Моделирование», «Управление космическими аппаратами и средствами наземного комплекса», «Теория и системы управления», «Теоретические основы автоматизированного управления и обработки информации», а также при проведении практических занятий и лабораторных работ по индивидуальным заданиям при изучении соответствующих разделов названных дисциплин. Материал пособия может быть полезен всем, занимающимся аналитическими исследованиями математических моделей сложных динамических процессов, а также вопросами анализа и синтеза систем управления.
Рассматриваются избранные вопросы функционального анализа и теории оболочек. Определяется класс оболочек с кусочно-алгебраической границей. Обосновывается применение метода Бубнова – Галёркина для численного анализа напряжённо-деформированного состояния оболочек заданного класса.
Пособие предназначено для студентов различных специальностей и направлений подготовки бакалавров, изучающих математическое моделирование и численные методы.
В учебном пособии изложены основные подходы, используемые при математическом моделировании популяционной динамики. Формулируется обобщенная локальная модель. Рассматриваются модели расселения популяции, формирования внутрипопуляционных групп. Приведены примеры применения математического моделирования в медицине и социуме. Предназначено для студентов высших учебных заведений, обучающихся по направлению «Прикладная математика и информатика».
Целью освоения дисциплины «Математическое моделирование и анализ данных в садоводстве» является формирование у магистрантов знаний, умений и навыков по применению интеллектуальных информационных технологий для создания статистических и интеллектуальных моделей и решения на их основе задач прогнозирования, принятия решений и научных исследований в области производства плодов, овощей, винограда.
Учебное пособие содержит учебные материалы по дисциплине «Математическое моделирование» для направления подготовки 01.03.02 – Прикладная математика и информатика. В учебном пособии представлены современные подходы к разработке и анализу математических моделей. Особое внимание уделено динамическим моделям и методам их анализа.
Адресовано студентам высших учебных заведений, обучающимся по программам бакалавриата.
Природно-очаговые болезни представляют серьезную эпидемиологическую угрозу в любом регионе РФ и требуют неустанного мониторинга, контроля, прогнозирования и профилактики. В целом социально-экономическое бремя от природно-очаговых болезней составляет 2,17 млрд руб. в и 20 776 потерянных лет трудоспособной жизни. В настоящей статье приведен вариант возможного математического моделирования важных участников циркуляции природно-очаговых болезней - комаров, приуроченных к изучаемому региону. Математическое моделирование численности комаров Калужской области проведено многофакторным экспериментом типа 2к, с применением компьютерной алгебры Matcad. Построенная математическая модель позволяет строить прогнозы и в числовом отношении оценить риски распространения членистоногих без трудоемких полевых сборов. Это позволит своевременно провести профилактические мероприятия, не допустив вспышек природно-очаговых болезней, в циркуляции который участвуют комары. В результате, с помощью научного подхода с применением математического моделирования, возможно снизить экономические затраты на профилактические и лечебные мероприятия в регионах со схожими природно-климатическими условиями.
В книге рассмотрены математическое моделирование ферментативных реакций и полиферментных систем, модели возбудимых мембран и тканей, моделирование и реконструкция различных внутриклеточных структур. Содержится теоретический и экспериментальный материал, основанный на методах электронной микроскопии, когерентной оптики, электрофизиологии, а также на качественных методах анализа в приложении к проблемам формальной химической кинетики, ионных токов мембран, распространения воли возбуждения, сокращенияt сердечной мышцы, машинного анализа биоструктур. Предназначена для широкого круга специалистов - математиков, физиков, физиологов и медицинских работников.
Современные технологии и городская инфраструктура требуют инновационных подходов к обнаружению пожароопасных ситуаций. Эффективное и сверхбыстрое обнаружение возгораний становится неотъемлемой частью обеспечения безопасности. С этой целью синтезируются и реализуются системы способные обнаруживать и информировать об пожароопасной ситуации за считанные секунды, в статье синтезируется одна из таких систем. Исследование и синтез математической модели цифрового универсального пожарного датчика, который в свою очередь является комплексом взаимосвязанных датчиков, актуально в связи с постоянным развитием инфраструктуры систем, возрастающей сложностью электрооборудования и необходимость сокращению ущерба, возникающего при возникновении и распространении пожаров. Предиктивная диагностика работоспособности электрооборудования, позволяет своевременно выявлять и устранять потенциальные угрозы пожарной безопасности. В рамках данного исследование приводится теоретическая математическая модель реального цифрового универсального пожарного датчика, сперва в упрощенном варианте, затем в усложненном с учетом конструкции и статистического подхода к задаче нахождения порогов срабатывания датчика, приведено описание параметров математической модели и последовательного принципа работы. Данный датчик представляет собой инновационное решение в области пожарной безопасности, которое обеспечивает высокий уровень контроля и эффективности в реальном времени. На основе теоретических моделей, представленных в статье, разработана математическая модель датчика, которая смоделирована с использованием программного средства Simulink на реальных данных, полученных от производителя датчика. Результаты моделирования показали, что модель корректно описывает поведение реального датчика на всех каналах и может быть использована в дальнейших исследованиях, таких как прогнозирование и обнаружения пожароопасных ситуация с использованием нейронных сетей. Синтез предложенной системы необходим для дальнейших исследований в область прогнозирования и обнаружения пожароопасных ситуаций на основе полученной математического модели.
На основе длинных временных рядов данных биологического мониторинга стада северных морских котиков о-ва Тюлений, а также подробной информации о характере промысла из этой популяции проанализированы тенденции ее роста. Представлены результаты исследования изменений величины среднего репродуктивного успеха секача и возрастной структуры самцов северного морского котика о-ва Тюлений как показателей влияния промысла на репродуктивный потенциал популяции. Получено достаточно убедительное обоснование гипотезы о том, что промысел носил селективный характер: из популяции изымались наиболее продуктивные производители. Это привело к существенной перестройке возрастной структуры популяции и резкому замедлению роста ее численности, даже на фоне небольшого увеличения естественной выживаемости практически всех возрастных групп. Выявленная достаточно затяжная в последние годы близость индикатора потенциального роста к критическому единичному значению приводит к неутешительному прогнозу. Дальнейший рост численности популяции северного морского котика если и произойдет, то будет не быстрым. Для его ускорения необходима новая естественная перестройка структуры популяции: улучшение ее качественного состава и увеличение доли самцов с высоким репродуктивным успехом.