 |
Теоретическое познание
|
|
|
|
заключается в отражении явлений и происходящих процессов внутренних связей и закономерностей, которые достигаются методами обработки данных, полученных от эмпирических знаний.
теория —система непротиворечивых, логически взаимосвязанных утверждений, обладающая предсказательной силой в отношении какого-либо явления.
гипотеза — недоказанное утверждение, предположение или догадка. Недоказанная и неопровергнутая гипотеза называется открытой проблемой.
закон — вербальное и/или математически сформулированное утверждение, которое описывает соотношения, связи между различными научными понятиями, предложенное в качестве объяснения фактов и признанное на данном этапе научным сообществом
идеализация – создание мысленных предметов и их изменений в соответствии с требуемыми целями проводимого исследования
формализация – отражение полученных результатов мышления в утверждениях или точных понятиях
рефлексия – научная деятельность, направленная на исследование конкретных явлений и самого процесса познания
индукция – способ переход знаний от отдельных элементов процесса к знанию общего процесса
дедукция – стремление познания от абстрактного к конкретному, т.е. переход от общих закономерностей к фактическому их проявлению
абстрагирование - отвлечение в процессе познания от некоторых свойств объекта с целью углубленного исследования одной определенной его стороны (результат абстрагирования — абстрактные понятия, такие, как цвет, кривизна, красота и т.д.)
классификация — объединение различных объектов в группы на основе общих признаков (классификация животных, растений и т.д.)
Методами, которые используются на обоих уровнях, являются:
|
|
|
- анализ – разложение единой системы на составные части и изучение их по отдельности;
- синтез – объединение в единую систему всех полученных результатов проведенного анализа, позволяющее расширить знание, сконструировать нечто новое;
- аналогия - это заключение о сходстве двух предметов в каком-либо признаке на основании установленного их сходства в других признаках;
- моделирование — это изучение объекта посредством моделей с переносом полученных знаний на оригинал. Предметное моделирование — создание моделей уменьшенных копий с определённым дублирующими оригинальными свойствами. Мысленное моделирование — с использованием мысленных образов. Математическое моделирование – замена реальной системы на абстрактную, в результате чего задача превращается в математическую, поскольку состоит из набора конкретных математических объектов Знаковое или символическое — представляет собой использование формул, чертежей. Компьютерное моделирование — моделью является компьютерная программа.
В основе методов познания лежит единство его эмпирической и теоретической сторон. Они взаимосвязаны и обусловливают друг друга. Их разрыв, или преимущественное развитие одной за счет другой, закрывает путь к правильному познанию природы - теория становится беспредметной, а опыт – слепым.
Моделирование — это создание модели, т. е. образа объекта, заменяющего его, для получения информации об этом объекте путем проведения экспериментов с его моделью.
Модели объектов являются более простыми системами, с четкой; структурой, точно определенными взаимосвязями между составными частями, позволяющими более детально проанализировать свойства реальных объектов и их поведение в различных ситуациях. Таким образом, моделирование представляет собой инструмент анализа сложных систем и объектов.
|
|
|
Теория и практика многофакторного планирования экспериментов при создании моделей объектов управления.
Среди основных методов планирования, применяемых на разных этапах исследования, используют:
планирование отсеивающего эксперимента, основное значение которого выделение из всей совокупности факторов группы существенных факторов, подлежащих дальнейшему детальному изучению;
планирование эксперимента для дисперсионного анализа, т.е. составление планов для объектов с качественными факторами;
планирование регрессионного эксперимента, позволяющего получать регрессионные модели (полиномиальные и иные);
планирование экстремального эксперимента, в котором главная задача – экспериментальная оптимизация объекта исследования;
планирование при изучении динамических процессов и т.д.
Планирование эксперимента – это процедура выбора числа и условий проведения опытов, необходимых и достаточных для решения поставленной задачи с требуемой точностью. При этом существенно следующее:
Стремление к минимизации общего числа опытов; одновременное варьирование всеми переменными, определяющими процесс, по специальным правилам – алгоритмам;
использование математического аппарата, формализующего многие действия экспериментатора;
выбор четкой стратегии, позволяющей принимать обоснованные решения после каждой серии экспериментов.
Для описания объекта исследования удобно пользоваться представлением о кибернетической системе. Иногда такую кибернетическую систему называют «черным ящиком». Стрелки справа изображают численные характеристики целей исследования. Мы обозначаем их буквой игрек и называем параметрами оптимизации. В литературе можно встретить другие названии: критерий оптимизации, целевая функция, выход «черного ящика» и т.д.
Для проведения эксперимента необходимо иметь возможность воздействовать на поведение «черного ящика». Все способы такого воздействия мы обозначаем буквой икс и называем факторами. Их называют также входами «черного ящика».
При решении задачи будем использовать математические модели объекта исследования. Под математической моделью мы понимаем уравнение, связывающее параметр оптимизации с факторами. Это уравнение в общем виде можно записать так:
|
|
|
.
Такая функция называется функцией отклика.
Каждый фактор может принимать в опыте одно из нескольких значений. Такие значения будем называть уровнями.
Отклик - переменная, представляющая результат эксперимента
Фактором называется измеряемая переменная величина, принимающая в некоторый момент времени определенное значение. Факторы соответствуют способам воздействия на объект исследования.
|
|
|
