Имя материала: Имитационное моделирование экономических процессов

Автор: Снетков Н.Н.

§4. возможности matlab/simulink по планированию и реализации модельных экспериментов

 

4.1. Разработка планов экспериментов

Планирование экспериментов осуществляется с помощью М-функции Design of Experiments приложения Statistics toolbox.

В состав раздела Design of Experiments входят функции, обеспечивающие разработку всех трех основных видов стратегического плана эксперимента:

Полного факторного эксперимента (ПФЭ);

Частичного факторного эксперимента (ЧФЭ);

Дробного факторного эксперимента (ДФЭ). Для разработки ПФЭ служит функция full/act. В качестве

ее параметров необходимо указать число уровней каждого фактора, участвующего в эксперименте.

Например, если факторы А и В имеют 3 уровня, а фактор С 2 уровня, то обращение к функции fullfact выглядит так:

fullfact([3,3,2]).

Введя указанную конструкцию в командном окне Matlab, можно получить список всех возможных комбинаций уровней факторов. Список выводится в командном окне, а также сохраняется в рабочей области под именем ans (рис. 8.1). Он может быть использован в качестве подсказки либо в текущем сеансе работы с Matlab, либо записан в отдельный МАТ-файл для последующего применения.

Для формирования плана ДФЭ используется функция ff2n. Параметром функции является число факторов. Например, команда ffln(3) обеспечивает вывод в командное окно следующего списка (рис. 8.2).

 

169

170

Формирование ЧФЭ (рандомизированного плана) осуществляется с помощью функции unidrnd, представляющей собой генератор дискретной СВ, равномерно распределенной на интервале [1; N]. В общем случае она используется с тремя параметрами

unidrnd (N, k, m), где N - верхняя граница интервала распределения;

k, m - задают число строк и столбцов генерируемой случайной матрицы.

При генерации плана эксперимента эти величины интерпретируются следующим образом:

N - число уровней факторов, участвующих в эксперименте;

k - выбранное пользователем число экспериментов (различных сочетаний уровней факторов);

171

m - число факторов (рис. 8.3).

4.2. Проведение имитационных экспериментов с использованием файлов сценариев

Процесс прогона модели при различных значениях параметров (факторов), обработку полученных результатов моделирования можно автоматизировать путем использования файлов сценариев. Matlab располагает механизмом, позволяющим создавать и сохранять устойчивые сценарии в виде специальных М-файлов, которые так и называются - файлы сценариев (Script files), или просто М-сценарии.

М-сценарий представляет собой последовательность команд (или операторов) Matlab, разделенных точкой с запятой (если они записаны в одной строке).

При написании М-сценариев следует учитывать следующее:

М-сценарий не имеет входных параметров (аргументов);

М-сценарий может содержать любые М-функции и операторы Matlab;

Входящие в сценарий М-функции и операторы могут оперировать с данными, находящимися в рабочей области Matlab.

Основным инструментом разработки как М-сценариев, так и М-функций является Редактор/Отладчик Matlab - Editor/Debugger, хотя для этих целей может быть использован любой текстовый редактор.

Для улучшения визуального восприятия текста М-файла его различные компоненты имеют в окне Редактора/Отладчика разный цвет:

комментарий - зеленый;

ключевые слова Matlab - синий;

остальные конструкции - черный.

Порядок использования команд рассмотрим на примере создания сценария, обеспечивающего запуск модели и построение графиков.

 

172

\% Optimal profit tax rate simulation

\% File: C:Csr_MtLbTxRtTaxRate_DscM.m and TaxRate_ Dsc.mdl

open_system(«TaxRate_Dsc») \% Load TaxRate_Dsc.mdl

TaxRate=[0:0.05:0.7]\% План-вектор эксперимента по ставке налога

for Rntb=0.2:0.2:1 \% Цикл и план-вектор по рентабельности

sim(«TaxRate_Dsc»)\% Run model

plot(TaxRate, ScopeData(end,2:end)) \% Чертить график поступления в бюджет

hold on\% Разрешить дополнение графика кривыми

grid\% Чертить сетку

 

end

hold off\% Запретить дополнение графика

В m-файле программы за знаком процента всегда идут поясняющие комментарии. Они не являются командами и компьютером не исполняются.

В первой строке программы дается ее назначение, или смысловое название.

Во второй строке - полное имя m-файла, содержащего нашу программу для управления экспериментом над Simulink моделью, и имя файла Simulink модели с расширением .mdl.

Третья строка командой open_system загружает с диска модель в оперативную память.

Четвертая строка присваивает переменной модели TaxRate вектор плана эксперимента по налоговой ставке.

В строках с 5 по 10 выполняется for цикл для проведения экспериментов при различных величинах рентабельности бизнеса.

В шестой строке командой sim запускается модель и начинается моделирование, имитация налогового взаимодействия государства и предприятия.

После окончания имитации команда plot чертит один график, используя данные рабочего (work space) пространства Matlab, записанные туда графопостроителем Scope. Оператор hold on разрешает дополнять рисунок графиками кривых, рассчитанных для других значений циклов рентабельности.

 

173

Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 |