Программы MathCad, MatLab, Mathematica и др. специализированы для выполнения сложных математических расчетов, реализации моделей сложных систем, описываемых дифференциальными уравнениями и др.

Существуют специализированные приложения для выполнения статистических расчетов и исследований: Statistica, SPSS, др. Использование таких программ требует достаточных знаний в области математической статистики и минимальных – в компьютерах.

Тема 3. Комп′ютерна графіка. Ідентифікація металургійних процесів.

Технический рисунок, эскиз, диаграммы и графики лучше всего строить также в специализированных приложениях: Microsoft Visio, Concept Draw и др.

Проектирование узлов и машин выполняют в программе AutoCad.

Все программы для работы с компьютерной графикой условно делят на 2 класса: векторные и растровые.

Векторные программы создают и запоминают изображения используя векторную запись информации (в виде уравнений описывающих линии). Достоинство векторных программ – возможность легко масштабировать изображения (произвольно изменять их размеры), небольшой объем информации для хранения изображений.

Растровые программы запоминают изображения в виде совокупности точек окрашенных в разные цвета. Они лучше, чем векторные передают цветовые оттенки, однако с большим трудом и погрешностями позволяют изменить масштаб изображения. Для хранения растровых изображений приходится сохранять в несколько раз больше информации, чем для векторных.

Для технической графики в основном используют векторные программы.

Программа Visio 2000.

Visio 2000 — мощный графический редактор, предназначенный для быстрого и эффективного создания графических изображений любой сложности. С помощью встроенных шаблонов, трафаретов и стандартных модулей можно создавать как простейшие слайды, или схемы, так и очень сложные чертежи или организационные диаграммы.

Приложение Visio 2000 является не совсем традиционным графическим редактором: с одной, стороны, оно обладает богатыми возможностями для построения сложных чертежей и графических изображений, а с другой — имеет множество полезных и удобных надстроек, обеспечивающих, например, доступ к организационным диаграммам или построение обычных и трехмерных графиков. Все это в сочетании-с удобным интуитивно по­нятным интерфейсом и простотой в освоении делает Visio 2000 незаменимым помощником студентов, инженеров, деловых людей — то есть всех тех, кому при минимальных затратах на обучение необходимо получить максимальный итоговый результат.

Кроме традиционных для графических редакторов инструментов (карандаш, линия, ластик и др.), в программе широко используются трафареты.

Трафареты - это специальные панели, содержащие различные мастеры, графические и вспомогательиые элементы, которые можно вставлять в лист рисунка. Для размещения трафаретов в главном окне выделяется специ­альное окно трафарета Stencil window, которое располагается левее окна редактирования.

Графический редактор Visio 2000 предоставляет возможность для быстрого построения фигур различной степени сложности, деловых схем, диаграмм, графиков и т. д. По­сле освоения интуитивно понятного интерфейса создание пользовательских изображений любой сложности превратится в несложную игру, похожую на кубики. Схожесть Visio с этой игрой заключается в использовании уже гото­вых фигур, которые разбиты по тематическим трафаретам. Таким образом, вашей главной задачей будет выбор необходимого трафарета и мастера нужной фигуры в нем. Благодаря наглядности трафаретов и активной системе подсказок, которой снабжены все фигуры, создание любо­го изображения не составит труда. Весь основной инструментарий, который расположен на панелях инструментов Standard и Format, прост в обращении и по своим функциям очень похож на подобные инструменты в других приложе­ниях Windows, например Microsoft Office. Более специальные команды, включенные в другие панели инструментов, позволяют упростить работу со специфическими инструментами.

Что в дальнейшем будем называть термином "фигура"? В Visio это понятие достаточно расплывчато – под ним подразумевается любой геометрический объект, который может быть выделен одним щелчком левой кнопки мыши. Это может быть элементарная фигура — линия, дуга, сплайн (несколько объединенных дуг), или сложная замкнутая фигура, состоящая из любого числа последовательно соединенных простых эдементрв. Особым случаем является фигура, получающаяся в результате группировкн нескольких отдельных фигур.

В зависимости от сложности, фигуры отличаются своими свойствами. Например, только замкнутую фигуру можно закрасить, а у разомкнутых фигур могут быть изменены окончания. ,

В Visio различается три типа фигур: одномерные (1-D shapes), двумерные (2-D shapes), и псевдотрехмерные. (3-D shapes).

Трехмерные фигуры получаются в резулътате добавления тени к обычным двумерным фигурам, при этом явное представление третьей координаты в Visio отсутствует – все это позволяет говорить о псевдотрехмерности.

Главный признак фигуры — это наличие маркеров при ее выделении. Основными являются маркеры выделения (selection handle). Каждая двумерная фигура имеет восемь маркеров выделения, которые образуют прямоугольник, ограничивающий фигуру, В дальнейшем, используя термин «маркер», мы будем подразумевать маркер выделения. Кроме визуального ограничения, маркеры играют важную роль в изменении размеров фигуры. Вместе с маркерами выделения в некоторых сложных фигурах могут использоваться маркеры контроля (control handle), которые предназначены для изменения внутренних, размеров фигуры.

Идентификация

Идентификацию можно определить как оценивание параметров систем. Поскольку металлургические системы относятся к сложным системам с большим количеством входных и выходных параметров, проблема их идентификации обычно заменяется проблемой идентификации параметров их математических моделей.

Можно условно разделить методы идентификации на активные и пассивные.

Пассивные предусматривают оценку параметров путем статистической обработки информации, полученной при наблюдении за функционированием системы. Используют методы математической статистики, теории систем управления, др. Чаще всего, исходя из некоторого объема предварительных сведений об исследуемой системе, задают функцию, связывающую исследуемые параметры. С помощью статистических процедур обрабатывают имеющиеся данные и оценивают числовые коэффициенты в уравнении. К достоинствам такого метода можно отнести сравнительную простоту обработки информации. Недостаток – полученные уравнения не являются функциональными, т. е. отражают не реальные физические связи между параметрами, а только статистические.

Активные предполагают получение необходимой информации путем спланированного воздействия на систему и наблюдения за ее поведением на такое воздействие.

Планирование экспериментов осуществляют с помощью соответст­вую­щих методик, достаточно хорошо разработанных в математической статистике.

Достоинства методов – максимальное количество информации, которое можно получить от постановки экспериментов. Лучше всего такие методы применять при решении задач поиска экстремумов.