Modelarea Sistemelor și Proceselor

1.1 Consideratii generale

In centrul stiintelor naturale se afla notiunile de observatie si masurare. Bazandu-se pe observatie, omul de stiinta construieste o imagine fizica a problemei pe care o studiaza si pornind de la aceasta imagine el formuleaza o teorie prin încercari succesive, teorie ce reprezinta un concept propus pentru fenomenul studiat. Condus de acest concept, el proiecteaza noi experimente. Observarea rezultatelor acestor experimente fie confirma teoria, fie dicteaza o schimbare a teoriei, fie o resping total. De si un concept poate fi frumos ai atragator pentru mintea omului de atiinta, rezultatele reale sunt totusi predominante în aceasta interactiune dintre teorie si experiment.

De aceea experimentele si observatiile (masurarile) sunt fundamentale, iar problema construirii modelelor prezinta o importanta deosebita si nu poate fi separata de experimente si observatii.

Formularea unei teorii - ca un concept ce se propune pentru un aspect al naturii - poate însemna construirea modelului, teoria reprezentand un model verbal sau matematic al realitatii.

Modelul se defineste drept o reprezentare a aspectelor esentiale ale unui sistem existent (sau ale unui sistem ce urmeaza a fi construit), care prezinta cunostintele asupra acelui sistem sub o forma utilizabila. Modelele pot fi conceptuale, fizice sau matematice depinzand de

- aprecierea a ceea ce este aspectul esential pentru scopul urmarit;

- procedeele de construire a modelului;

- calitatea si cantitatea cunostintelor disponibile. Cunostintele trebuie prezentate într-o forma utilizabila, deoarece

modelul trebuie sa ofere o baza pentru noi decizii. Daca modelul este prea complicat, utilitatea sa devine discutabila.

Modelul este deci o reprezentare cu complexitate redusa a unei realitati. In anumite cazuri, complexitatea modelului trebuie sa aiba o anumita corespondenta cu complexitatea realitatii, pentru obtinerea utilitatii.

In teoria reglarii se stie ca sunt rareori disponibile apriori cunostintele despre sistem si mediul înconjurator necesare pentru a proiecta sistemul. Chiar daca se cunosc în principiu ecuatiile care guverneaza sistemul, coeficientii acestor ecuatii sunt necunoscuti sa modelul este foarte complicat. In astfel de situatii este posibil sa efectuam experimente asupra sistemului în scopul obtinerii cunostintelor car lipsesc.

Sunt situatii cand experimentatorul a dobandit apriori unel cunostinte printr-o întelegere fizica a procesului ce se examineaza. Acest poate da informatii despre structura modelului acelui proces si despre valoarea aproximativa a coeficientilor (parametrilor) modelului.

De multe ori avem nevoie de un model care sa caracterizez comportarea static[ a sistemului, alteori, de un model care s caracterizeze comportarea dinamica a acestuia.

Construirea unui model pentru un sistem este o problem complicata, necesitand urmatoarele etape

- alegerea structurii modelului bazata pe cunoatintele fizice;

- alegerea parametrilor din datele diponibile (estimarea);

- verificarea ai încercarea modelului (validarea modelului);

- aplicarea modelului în scopul urmarit.

Verificarea si încercarea modelului este puternic legata de estimare; ca o urmarire a procedurii de estimare trebuie sa examinam în ce masura modelul explica cu adevarat comportarea sistemului. Acest lucru se pune în evidenta excitand sistemul si modelul cu acelasi semna de intrare si studiind caracterul si valoarea diferentei dintre semnalele de iesire.

1.2 Sisteme si procese

Prin sistem întelegem o structura fizica (un reactor chimic, masina electrica, un amplificator electronic, atmosfera Pamantulu societatea omeneasca, economia unei tari, etc.) in cadrul careia se desfasoara un anumit proces în conformitate cu legitatile care guverneaza.

De regula legile care guverneaza desfasurarea proceselor sun legile generale ale naturii, însotite în cazuri speciale (cum ar functionarea economiei unei tari) de protocoale, conventii, reglementari. Procesul se defineste ca o succesiune de operatii care au loc într-anumita ordine într-o structura fizica în conformitate cu legile general ale naturii