550
.pdfМинистерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
«Воронежский государственный лесотехнический университет имени Г.Ф. Морозова»
Учебно-методические рекомендации для самостоятельной работы магистров по дисциплине «Моделирование технологических процес-
сов лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» по направлению подготовки 35.04.02 «Технология лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих производств»
Воронеж 2015
УДК 630*3
Бухтояров, Л.Д. Моделирование технологических процессов лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств [Электронный ресурс]: Учебно-методические рекомендации для самостоятельной работы магистров по дисциплине «Моделирование технологических процессов лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств» по направлению подготовки 35.04.02
– Технология лесозаготовительных и деревоперерабатывающих производств / Л.Д. Бухтояров, А.Ю. Гудков // ВГЛТУ. – Воронеж, 2015. – 15 с.
Печатается по решению редакционно-издательского совета ВГЛТУ
Рецензент – |
|
заведующий кафедрой |
|
электротехники и автоматики |
|
ФГБОУ ВПО «Воронежский государственный |
|
университет имени императора Петра I», |
|
доктор технических наук, профессор |
Афоничев Д.Н. |
ВВЕДЕНИЕ
Одной из активных и эффективных форм подготовки по изучаемой дисциплине является самостоятельная работа.
Целью изучения дисциплины «Математическое моделирование» является научить обучающихся современным приемам организации и управления процессами в лесном комплексе на основе системного подхода к решению научных и производственных задач с использованием методов моделирования и оптимизации.
Для качественного, изучения материала указанных тем следует строго соблюдать и выполнять комплекс следующих организационно-методических требований и правил:
-тщательно изучить и уяснить план темы занятий;
-выбрать из рекомендуемого списка литературы при помощи преподавателя минимум один основной и один дополнительный источник информации;
-изучить в соответствии с планом темы конкретные вопросы, крити-
чески и творчески оценив их сущность, практичность и перспектив ность;
-ответить на конкретные контрольные вопросы, указанные к теме;
-сделать выводы и представить свои собственные предложения по совершенствованию изученного объекта.
По результатам освоения дисциплины обучающийся должен обладать:
-способностью к самостоятельному обучению новым методам исследования, к изменению научного и научно-производственного профиля своей профессиональной деятельности,
-способностью к абстрактному мышлению, анализу, синтезу;
-способностью ставить задачи исследования, выбирать методы экспериментальной работы, интерпретировать и представлять результаты научных исследований;
-готовностью составлять практические рекомендации по использованию результатов научных исследований.
-готовностью осуществить параметрическую и структурную оптимизацию технологии и проектирования изделий из древесины.
Таблица 1 Объем дисциплины и виды учебной работы для заочной формы обучения
|
Трудоемкость |
Семестр |
|
Виды учебной работы |
|
|
|
Всего |
В зачетных |
|
|
|
|
|
II |
|
часов |
единицах |
|
|
|
|
|
Общая трудоемкость дисциплины |
72 |
2 |
72 |
|
|
|
|
Аудиторные занятия |
8 |
0,22 |
8 |
|
|
|
|
Лекции (Л) |
2 |
0,25 |
2 |
|
|
|
|
Практические занятия (ПЗ) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР) |
6 |
0,167 |
6 |
|
|
|
|
Семинары (С) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Занятия, проводимые в интерактивной |
|
|
|
форме (не менее 20 % от аудиторных по |
4 |
0, 11 |
4 |
ФГОС ВО) |
|
|
|
|
|
|
|
Самостоятельная работа (Сам) |
60 |
1,67 |
60 |
|
|
|
|
Контроль самостоятельной работы (КСР) |
4 |
0,11 |
4 |
|
|
|
|
Курсовой проект (работа) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
РГР (ГАР, РАР) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Реферат |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Виды итогового контроля (зачет, экзамен) |
|
|
зачет |
|
|
|
|
Таблица 2 Объем дисциплины и виды учебной работы для очной формы
обучения
|
Трудоемкость |
Семестр |
|
Виды учебной работы |
|
|
|
Всего |
В зачетных |
|
|
|
|
|
II |
|
часов |
единицах |
|
|
|
|
|
Общая трудоемкость дисциплины |
72 |
2 |
72 |
|
|
|
|
Аудиторные занятия |
45 |
1,25 |
45 |
|
|
|
|
Лекции (Л) |
9 |
0,25 |
9 |
|
|
|
|
Практические занятия (ПЗ) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Лабораторные работы (ЛР) |
36 |
1 |
36 |
|
|
|
|
Семинары (С) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Занятия, проводимые в интерактивной |
|
|
|
форме (не менее 20 % от аудиторных по |
18 |
0, 5 |
18 |
ФГОС ВО) |
|
|
|
|
|
|
|
Самостоятельная работа (Сам) |
27 |
0,75 |
27 |
|
|
|
|
Контроль самостоятельной работы (КСР) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Курсовой проект (работа) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
РГР (ГАР, РАР) |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Реферат |
– |
– |
– |
|
|
|
|
Виды итогового контроля (зачет, экзамен) |
|
|
зачет |
|
|
|
|
ТЕМЫ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ
«Моделирование технологических процессов лесозаготовительных и
деревоперерабатывающих производств»
Тема 1. Общие положения математического моделирования и оптимиза-
ции
План
1.Связь моделирования и оптимизации процессов с наукой
2.Характеристика основных понятий науки и ее компонентов
3.Структурная схема проведения научных исследований
Литература: основная [1], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1. На чем основано моделирование и оптимизации процессов л/з и д/о про-
изводств.
2.Что называется наукой и как она классифицируется.
3.Назовите направления научных исследований и расшифруйте их.
Тема 2. Общие подходы к научным исследования в лесном комплексе
План
1. Цель проведения исследования, изучение состояния вопроса и поста-
новка задач
2.Методы проведения исследований
3.Обобщение результатов исследований
Литература: основная [1], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1.Как происходит выбор цели научных исследований и каковы они бывают.
2.Какие исследования называются эмпирическими а какие теоретически-
ми.
3. Каким образом формируются выводы по результатам исследований.
Тема 3.Системный подход при проведении исследований
.
План
1. Особенности проведения исследований в лесном комплексе
2.Понятие системы и применение системного подхода
Литература: основная [1], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1. Перечислите виды работы и предметы труда лесопромышленного произ-
водства и общие подходы к их моделированию.
2.Что называется системой в лесопромышленном комплексе и их класси-
фикация.
3.Автоматическое управление системами ЛПК.
Тема 4. Моделирование как способ познания реальных процессов
План
1.Основные понятия моделирования, характеристика различных видов моделей
2.Характеристика математических моделей.
3.Методы теории подобия при моделировании.
Литература: основная [1], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1.Какие модели называются абстрактными и предметными.
2.Приведите пример физической модели процесса.
3.Каким образом аналитические и статистические модели используются
влесном комплексе.
4.Свойства теории подобия и его основные показатели.
Тема 5. Основные понятия оптимизации.
План
1.Взаимосвязь моделирования и оптимизации.
2.Классификация критериев оптимизации, их характеристика.
3.Характеристика методов оптимизации
4.Аналитический метод оптимизации – метод дифференциального исчисления
Литература: основная [1], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1.Какие задачи в лесном комплексе относятся к оптимизационным.
2.Что является предметом математического программирования, общая постановка задачи и критерии оптимизации.
3.Качественные и количественные критерии оптимизации.
4.Дать характеристику целевой функции, допущений и ограничений.
5.Перечислите аналитические и численные методы оптимизации.
6.Методика решения аналитической оптимизационной задачи методом дифференциального исчисления.
Тема 6. Методы оптимизации
План
1.Линейное программирование
2.Градиентный метод
3.Метод дихотомии
4.Метод золотого сечения.
5.Метод покоординатного спуска
6.Метод крутого восхождения.
7.Последовательный симплекс-метод.
8.Метод сканирования
9.Метод дискретного программирования
Литература: основная [1], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1.Приведите пример линейного программирования при оптимизации заготовки леса на рубках промежуточного пользования.
2.Охарактеризуйте графо-аналитический метод линейного программирования на примере решения оптимизационной задачи при изготовлении тарной про-
дукции.
3.Перечислите методы экспериментальной оптимизации.
4.Объясните суть градиентного метода и в чем его преимущество перед мето-
дом пассивного эксперимента.
5.Методы дихотомии и его особенности.
6.Обоснуйте эффективность метода золотого сечения.
7.Поясните методы покоординатного спуска и крутого восхождения, когда они применяются.
8.Дайте характеристику последовательного симплекс-метода.
8. Когда применяется метод сканирования, в чем его особенности.
10. Охарактеризуйте метод поиска глобального экстремума функции с помо-
щью стохастических автоматов.
11.Приведите примеры решения задач при поиске глобального экстремума функции.
12.В каких случаях применяется дискретное программирование.
13.Дайте описание решения оптимизационной задачи для процесса первичной обработки лесоматериалов на основе дискретного программирования.
Тема 7. Информационное обеспечение моделирования и оптимиза-
ции.
План
1.Характеристика управляемых объектов
2.Виды информации
3.Характеристика информации
4.Характеристика погрешностей
5.Способы представления информации
6.Научное прогнозирование
Литература: основная [1], дополнительная [1,2].
Контрольные вопросы
1. Дать краткую характеристику информационного обеспечения и его основных свойств.
2.Как выполняется кодирование процессов в лесном комплексе.
3.Охарактеризуйте виды информации.
4.Какие показатели характеризуют свойства информации и как они определя-
ются.
5. Дайте объяснение абсолютной и относительной погрешностей информации и