Bài giảng mô hình hóa và điều khiển chương 2 khái niệm cơ bản về mô hình hóa hệ thống

1 • Nội dung – C1 Vai trò của mô hình hóa hệ thống – C2 Khái niệm cơ bản về mô hình hóa hệ thống – C3 Phương pháp mô phỏng – C4 Mô phỏng hệ thống liên tục – C5 Mô hình hóa các hệ ngẫu nhiên – C6 Mô ph[.]

  1

• Nội dung

– C1: Vai trò của mô hình hóa hệ thống

– C2: Khái niệm cơ bản về mô hình hóa hệ thống.

– C3: Phương pháp mô phỏng.

– C4: Mô phỏng hệ thống liên tục.

– C5: Mô hình hóa các hệ ngẫu nhiên.

– C6: Mô phỏng hệ thống hàng đợi.

– Ứng dụng Matlab Simulink trong mô phỏng các

hệ thống điều khiển tự động.

MÔ HÌNH HÓA

  2

CHƯƠNG 2: KHÁI NIỆM CƠ BẢN MHH

2.1 Nguyên lý tiếp cận hệ thống khi MHH

- Phương pháp tiếp cận hệ thống được dùng để phân tích và tổng hợp hệ thống lớn Ta đi từ việc phân tích chung toàn hệ thống đến chức năng nhiệm vụ từng phần tử cụ thể cũng như môi trường chứa các phần tử đó

- Hệ thống S là tập hợp một số đối tượng cần nghiên cứu có mối

quan hệ với nhau

- Môi trường xung quanh E là tập hợp các thực thể ngoài hệ

thống có tác động qua lại với hệ thống

- Tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu mà ta lựa chọn hệ thống S và môi trường E tương ứng

  3

•S n ph m ả ẩ

•Nguyên 

li u ệ

•Khách hàng

•(Đ n đ t hàng ­  ơ ặ

S  l ố ượ ng, quy 

cách…)

•Đi u khi n s n  ề ể ả

xu t ấ

•V t t ậ ư •S n  ả

xu t ấ •Bao gói •V n  ậ

chuy n ể

•Hình 1­1: H  th ng s n xu t ệ ố ả ấ

  4

•Toàn nhà máy

•X ng A ưở

•CNC •Robodrill

•X ng ưở  B

•Washing •Plating

•Hình 1­0: Mô hình hoá h  th ng ệ ố

  5

2.1 Nguyên lý tiếp cận hệ thống khi MHH

(Cont)

VD: Mô hình hoá hệ thống điều khiển trong nhà máy mạ kim loại: -> Xác định mục tiêu mô hình hoá – Mô hình hoá hệ thống để kiểm tra và theo dõi các thông số kỹ thuật của toàn nhà máy (Do

không thể dừng toàn nhà máy trong thời gian dài gây thiệt hại

kinh tế…

-> Xác định hệ thống S: Các dây truyền sản xuất trong nhà máy

-> Xác định môi trường E: Môi trường ảnh hưởng lẫn nhau giữa các dây truyền và với môi trường xung quanh

-> Xác định mô hình M: Mô hình M là mô hình toàn nhà máy được thu nhỏ dưới dạng một mô hình thật nhưng kích thước nhỏ hay

nó có thể chỉ là một phần mềm chứa các thông số có quan hệ với nhau

-> Xác định cấu trúc của hệ thống: Đi sâu phân tích các thông số kỹ thuật trong từng dây truyền

  6

2.2 Đặc điểm của MHH

1 Tính mục tiêu: Tuỳ thuộc vào yêu cầu nghiên cứu mà một mô

hình hoá của một hệ thống thực chỉ có một nhiệm vụ cụ thể nào

đó hay nó có thể phục vụ rất nhiều mục đích nghiên cứu về hệ thống thực đó

2 Độ phức tạp: Thể hiện ở cấu trúc phân cấp của mô hình, các mối

quan hệ giữa các phần tử trong hệ thống S hay giữa hệ thống với môi trường

3 Hành vi của mô hình: Phương pháp để một mô hình đạt được

mục tiêu nghiên cứu đã đề ra

4 Tính thích nghi: Là khả năng mô hình phản ánh đúng các tác

động của môi trường tới hệ thống và khả năng giữ ổn định của

mô hình khi các tác động đó thay đổi

  7

2.2 Đặc điểm của MHH(Cont)

5 Tính điều khiển được: Người dùng có thể sử dụng các biện pháp lập

trình người ta có thể điều khiển mô hình theo mục tiêu định trước Thực hiện trao đổi thông tin giữa người với mô hình để thu nhận thông tin và đưa ra quyết định điều khiển

6 Khả năng phát triển của mô hình: Khi tiến hành mô hình hoá hệ thống

bao giờ cũng xuất hiện bài toán nghiên cứu sự phát triển trong tương lai

vì vậy mô hình phải có khả năng mở rộng và phát triển

7 Độ chính xác, tin cậy: Mô hình hoá là việc thay thế đối tượng thực

bằng một mô hình để thuận tiện cho việc nghiên cứu vì vậy mô hình cần phản ánh chính xác các hiện tượng xảy ra trong đối tượng Các kết quả thu được từ mô hình cần đảm bảo độ chính xác đề ra khi nghiên cứu Vì vậy phương pháp xử lý kết quả thực nghiệm, đánh giá sai số rất quan trọng trong việc mô hình hoá nhất là với mô hình ngẫu nhiên và dùng phương pháp mô phỏng Do đó người nghiên cứu phải nắm chắc đối tượng thực và có kinh nghiệm trong thu thập và xử lý số liệu