3 Исследование методом Монте-Карло
Метод Монте-Карло заключается в многократном воспроизведении процесса функционирования исследуемой ММС при случайных значениях исходных параметров и последующей статистической обработке характеристик этого процесса. Этот метод также называют методом статистических испытаний или методом статистического моделирования. Для проведения исследования задается следующая исходная информация:
− Исходные случайные параметры и их вероятностные распределения. Сюда могут входить параметры конструкции механизма, силовых воздействий, начальных условий и другие характеристики. Исходные случайные параметры должны быть объектами типа скаляр (scalar).
− Выходные параметры, которые будут использоваться для статистической оценки процесса функционирования ММС. Сюда относятся различные кинематические параметры движения частей механизма, максимальные значения сил, возникающих в узлах механизма, и другие характеристики. Выходные параметры должны быть объектами типа датчик (sensor).
− Настройки реализации. К настройкам реализаций относится число расчетов (реализаций). Также опционально можно указать диапазоны реализаций (расчеты, номер которых не входит в список выполняться не будут) и флаг выбора фиксированного базового числа при генерации случайных значений исходных параметров (если флаг не указан, то базовое число будет случайным и следовательно каждый расчет команды будет давать различные результаты).
− Команда расчета процесса функционирования ММС, для которого проводится исследование. В качестве такой команды при исследовании методом Монте-Карло могут применяться Расчет динамики движения, Расчет сил и ускорений, Расчет траектории положений и другие. Для расчета нельзя использовать такие команды, как Исследование методом Монте-Карло, Покоординатная оптимизация, Параметрический анализ и команды, в которые они входят.
В процессе выполнения статистического моделирования производится многократная генерация случайных значений исходных параметров. Для этих значений выполняется расчет процесса функционирования ММС. Каждый расчет (реализация) состоит из следующих действий. Проект переводится в режим редактирования. После этого меняются значения параметров, и проект переводится в режим исследования. При этом проверяется корректность проекта, и выполняются начальные условия. Затем производится расчет для выбранной команды. Значения входных и выходных параметров для каждой полученной таким образом случайной реализации процесса записываются в специальный файл результатов статистического моделирования с расширением “.mcr”. Формат этого файла (формат MCR) описан ниже. Файл результатов статистического моделирования имеет простой текстовый формат. Этот формат совместим с общепринятым форматом файлов исходных данных для программных комплексов статистического анализа.
Для статистического анализа результатов моделирования рекомендуется использовать специализированные программные комплексы, такие как, например, Statistica. При этом полученный в EULER файл результатов статистического моделирования будет служить в качестве исходной информации. В процессе статистического анализа могут строиться гистограммы вероятностных распределений случайных параметров и диаграммы рассеяния. Можно также определять коэффициенты корреляции значений параметров, выполнять регрессионный анализ, проводить другие исследования.
|