Bài giảng mô hình hóa và điều khiển chương 3 phương pháp mô phỏng

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[.]

• 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

CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG

3.1.Khái niệm chung

- Từ một MH toán học của hệ thống thực  có thể tìm thông tin về hệ thống thực bằng nhiều phương pháp: PP Giải tích – PP Số

+ PP Giải tích: áp dụng cho MH tương đối đơn giản

+ PP số (PP mô phỏng): áp dụng cho những hệ thống lớn, cấu trúc phức tạp… - Tức là xây dựng mô hình dưới dạng mô hình số hay mô hình được thể hiện bằng các chương trình máy tính

- Người ta mô hình hóa bản thân hệ thống S với các mối quan hệ nội tại trong S đồng thời mô hình hóa môi trường làm việc E của hệ thống

và mối quan hệ giữa S – E

- Khi xây dựng thành công mô hình số của hệ thống ta tiếp tục “Thực nghiệm” trên mô hình nhiều lần và kết quả được đánh giá theo xác suất

CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG

3.2.Bản chất của phương pháp mô phỏng

- Mô phỏng là quá trình xây dựng mô hình toán học của hệ thống thực

 tiến hành tính toán thực nghiệm trên mô hình để mô tả, giải thích và

dự đoán hành vi của hệ thống thực

- Theo khái niệm thì pp mô phỏng có 3 đặc điểm:

*Mô hình phải có tính đồng nhất với hệ thống thực, tuy nhiên mô hình phải có tính thực dụng, thuận tiện cho người sử dụng

*Mô hình phải có khả năng làm thực nghiệm trên mô hình tức các chương trình máy tính xây dựng lên phải chạy được để xác định các thông tin về hệ thực

*Mô hình phải có khả năng dự đoán hành vi của hệ thực tức là có thể mô tả sự phát triển của hệ thực theo thời gian

3.2.Bản chất của phương pháp mô phỏng

- Ứng dụng của PP mô phỏng:

* Phân tích và thiết kế hệ thống sản xuất, lập kế hoạch sản xuất

* Đánh giá phần cứng và phần mềm của hệ thống máy tính

* Quản lý và xác định chính sách mua sắm, phân phối hàng hóa của

hệ thống kho vận, vật tư, nguyên liệu

* Trong quân sự có thể xây dựng các mô hình phòng thủ, tấn công cũng như kỹ chiến thuật trong chiến đấu

* Trong giao thông chúng ta có thể xây dựng mô hình mô phỏng mạng lưới giao thông tìm bài toán tối ưu trong vận chuyển

* Phân tích thiết kế hệ thống thông tin liên lạc

* Phân tích thiết kế hệ thống phục vụ công cộng như bưu điện, nhà hàng, khách sạn, siêu thị, bệnh viện

* Phân tích, đánh giá hệ thống tài chính…

CHƯƠNG III: PHƯƠNG PHÁP MÔ PHỎNG

3.2.Bản chất của phương pháp mô phỏng

- Ứng dụng của PP mô phỏng trong các giai đoạn:

+ Giai đoạn nghiên cứu: PP mô phỏng được ứng dụng nhằm khảo sát

hệ thống trước khi tiến hành thiết kế nhằm xác định độ nhạy của hệ thống đối với sự thay đổi cấu trúc và tham số của hệ thống

để phân tích tổng hợp các phương án thiết kế để chọn ra phương án phù hợp nhất so với các chỉ tiêu

ta tìm ra các thông số vận hành tối ưu

u c h

H  th ng th c ệ ố ự Mô hình mô ph ng ỏ

K t lu n v  h  th c ế ậ ề ệ ự K t qu  mô ph ng ế ả ỏ

Mô hình hóa

X  lý k t qu ử ế ả

T h

 n gi

Hình 3.1. Quá trình nghiên c u b ng PP mô ph ng ứ ằ ỏ

3.3.Các bước nghiên cứu mô phỏng

1. M c tiêu mô ph ng ụ ỏ 2.Thu th p d  li u – Xác đ nh MH nguyên lý ậ ữ ệ ị

4. Xây d ng mô hình mô ph ng ự ỏ

5. Ch y th ạ ử

7. L p k  ho ch th  nghi m ậ ế ạ ử ệ

6. Ki m ch ng mô hình mô ph ng ể ứ ỏ

3. H p th c mô hình nguyên lý ợ ứ 0

0 1

1