Đang tải... (xem toàn văn)
Tài liệu tham khảo công nghệ thông tin Nghiên cứu lý thuyết mô phỏng hệ thống trên máy tính, ứng dụng thiết kế mô hình lò điện hồ quang luyện thép siêu cao công suất
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGUYỄN NHƯ TRANG NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN MÁY TÍNH, ỨNG DỤNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH LỊ ĐIỆN HỒ QUANG LUYỆN THÉP SIÊU CAO CƠNG SUẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ THÁI NGUYÊN 10/2008 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGUYỄN NHƯ TRANG NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN MÁY TÍNH, ỨNG DỤNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH LỊ ĐIỆN HỒ QUANG LUYỆN THÉP SIÊU CAO CÔNG SUẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ Người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Việt Bình Cơ sở đào tạo: Khoa CNTT Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số chuyên ngành: THÁI NGUYÊN 2008 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung luận văn thân tự sƣu tập, tổng hợp tìm hiểu, đề tài chƣa đƣợc công bố tài liệu Tơi hồn tồn chịu trách nhiệm nội dung luận văn Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn LỜI CẢM ƠN Đƣợc giúp đỡ thầy cô Khoa Công nghệ thông tin - Đại học Thái Nguyên nhƣ bạn bè, đồng nghiệp, đặc biệt bảo tận tình Nhà giáo ƣu tú - Tiến sĩ Phạm Việt Bình nỗ lực thân, đến em hoàn thành đề tài: “Nghiên cứu lý thuyết mơ hệ thống máy tính, ứng dụng thiết kế mơ hình lị điện hồ quang luyện thép siêu cao cơng suất” Trong q trình làm việc, cố gắng nỗ lực nhƣng kiến thức kinh nghiệm hạn chế nên khơng thể tránh khỏi cịn sai sót, em tha thiết kính mong nhận đƣợc bảo thầy để đề tài đƣợc hồn thiện Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Phạm Việt Bình giúp đỡ em hồn thành đề tài Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2008 Học viên thực Nguyễn Nhƣ Trang Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH SÁCH KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT CSDL: Cơ sở liệu EAF Electric Arc Furnace GPSS General Purpose Simulation System IISI International Iron and Steel Intitute OO Object Oriented PC Personal Computer PI Processing Instruction SIMPLE++ Simulation Production Logitics Engineering Design SLAM Simulaion Language for Alternative Modelling TR Timing Routine Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Hệ thống điều chỉnh tự động tốc độ động 14 Hình 1.2 Hệ thống điều khiển trình sản xuất 15 Hình 1.3 Sơ đồ phân loại mơ hình 22 Hình 1.4 Quá trình nghiên cứu phƣơng pháp mô 26 Hình 2.1 : Quan hệ tín hiệu vào máy tính 32 Hình 2.2 : Các dạng tín hiệu 35 Hình 2.3 Các nhiệm vụ phƣơng trình mơ 53 Hình 2.4 Sơ đồ Logic mơ hình mơ kiện gián đoạn 54 Hình 2.5 Cách biểu diễn thời gian kiện 59 Hình 2.6 Cách biểu diễn thời gian cố định 60 Hình 2.7 Quan hệ q trình xây dung mơ hình mơ 66 Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo lị điện hồ quang siêu cao công suất 92 Hình 3.2 Bản vẽ nắp lị điện hồ quang 103 Hình 3.3 Bản vẽ thân lò điện hồ quang 103 Hình 3.4 Bản vẽ nồi lò điện hồ quang 104 Hình 3.5 Bản vẽ khung đỡ nắp lò điện hồ quang 104 Hình 3.6 Bản vẽ tổng thể lị điện hồ quang 105 Hình 3.7 Giao diện chƣơng trình mơ 105 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ MƠ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN MÁY TÍNH 12 1.1 Vai trị mơ hình hố hệ thống 13 1.1.1 Một số định nghĩa 14 1.1.2 Hệ thống mơ hình hệ thống 14 1.1.3 Vai trò phương pháp mơ hình hố hệ thống 15 1.2 Khái niệm mơ hình hố hệ thống 19 1.2.1 Khái niệm chung 19 1.2.2 Đặc điểm mơ hình hố hệ thống 20 1.2.3 Phân loại mơ hình hệ thống 22 1.2.4 Một số nguyên tắc xây dựng mơ hình 24 1.3 Phƣơng pháp mô 25 1.3.1 Khái niệm chung mô 25 1.3.2 Bản chất phương pháp mô 25 1.3.3 Các bước nghiên cứu mô 27 1.3.4 Các ngôn ngữ thiết bị mô 29 1.3.5 Các phương pháp mô phạm vi ứng dụng 31 CHƢƠNG MỘT SỐ PHƢƠNG PHÁP MÔ PHỎNG HỆ THỐNG 32 2.1 Mô hệ thống liên tục 32 2.1.1 Khái niệm chung mơ hình hệ thống liên tục 32 2.1.2 Dùng máy tính để mơ hệ thống liên tục 32 2.1.3 Biến đổi Z tính chất 35 2.1.4 Hàm truyền số hệ gián đoạn 37 2.1.5 Hàm truyền số hệ liên tục 38 2.1.6 Trình tự tìm hàm truyền số 39 2.1.7 Cách chọn bước cắt mẫu T 39 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Ngun http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.2 Mơ hình hoá hệ ngẫu nhiên 41 2.2.1 Khái niệm chung 41 2.2.2 Phân phối xác suất biến ngẫu nhiên 42 2.2.3 Số ngẫu nhiên phân phối U (0,1) 46 2.2.4 Phương pháp tạo biến ngẫu nhiên có phân phối mong muốn 49 2.3 Mô hệ thống sản xuất 52 2.3.1 Khái niệm chung 52 2.3.2 Những lợi ích đem lại mô hệ thống sản xuất 52 2.3.3 Phương pháp xây dụng mơ hình mơ kiện gián đoạn 53 2.3.4 Dòng kiện đầu vào thời gian phục vụ 56 2.3.5 Thiết kế phân tích thực nghiệm mơ 57 2.3.6 Số lần chạy mô chiều dài mô 58 2.3.7 Điều kiện khởi động ngừng mô 58 2.3.8 Cách tạo dịng thời gian mơ 59 2.4 Thu thập phân tích liệu đầu vào 60 2.4.1 Khái niệm chung 60 2.4.2 Các phương pháp thu thập liệu đầu vào 61 2.4.3 Phương pháp tìm phân phối xác suất liệu đầu vào 62 2.4.4 Kiểm tra tính phù hợp phân phối xác suất lý thuyết với liệu thực tế 63 2.4.5 Mô hình dịng đầu vào 64 2.5 Kiểm chứng hợp thức hố mơ hình 65 2.5.1 Khái niệm chung 65 2.5.2 Vai trị kiểm chứng hợp thức hố mơ hình mơ 66 2.5.3 Phương pháp kiểm chứng mơ hình 69 2.5.4 Phương pháp hợp thức hố mơ hình mơ 71 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn 2.6 Xử lý phân tích liệu đầu mơ 74 2.6.1 Khái niệm chung 74 2.6.2 Mục đích việc xử lý liệu đầu mô phỏng75 2.6.3 Phương pháp đánh giá liệu đầu 76 2.6.4 Phân tích liệu đầu mô hệ giới hạn 78 2.6.5 Phân tích liệu đầu mơ hệ không giới hạn 81 2.6.6 Sử dụng kết mô 82 Chƣơng ỨNG DỤNG 84 3.1 Bài toán 84 3.2 Khảo sát hệ thống 85 3.2.1 Lịch sử phương pháp lò điện 85 3.2.2 Tình hình sản xuất thép theo phương pháp lò điện 86 3.2.3 Những tiến cơng nghệ luyện thép lị điện hồ quang 89 3.2.4 Xu đổi phát triển công nghệ sản xuất thép 90 3.2.5 Cấu tạo hoạt động lò điện hồ quang siêu cao công suất 92 3.3 Khảo sát, lựa chọn lò mẫu 94 3.4 Phân tích, lựa chọn phƣơng án thiết kế mơ hình 97 3.5 Tính tốn kích thƣớc hình học nội hình lị 100 3.6 Thiết kế hình học mơ hình 103 3.7 Cài đặt thử nghiệm 105 KẾT LUẬN 106 TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mơ hình hố mơ phƣơng pháp nghiên cứu khoa học đƣợc ứng dụng rộng rãi: từ nghiên cứu, thiết kế, chế tạo đến vận hành hệ thống Ngày nhờ trợ giúp máy tính có tốc độ tính tốn cao nhớ lớn mà phƣơng pháp mơ hình hố đƣợc phát triển mạnh mẽ, đƣa lại hiệu to lớn việc nghiên cứu khoa học thực tiễn sản xuất Mơ hình hố mơ đƣợc ứng dụng vào lĩnh vực khoa học cơng nghệ mà cịn ứng dụng có hiệu vào nhiều lĩnh vực khác nhƣ quân sự, kinh tế xã hội Ngày có nhiều cơng trình nghiên cứu vấn đề mơ hình hố mơ nhƣ ứng dụng kỹ thuật mơ vào lĩnh vực khác Mơ hình hố mơ cơng cụ mạnh cán nghiên cứu, cán kỹ thuật để giải toán kỹ thuật, quy hoạch, tối ƣu hoá Phƣơng pháp mơ hình hố mơ đƣợc dùng phổ biến trƣờng đại học, viện nghiên cứu nhƣ sản sản xuất đƣa lại hiệu to lớn Trong nghiệp cơng nghiệp hố - Hiện đại hố đất nƣớc, thiếu sở vật chất kỹ thuật, ngành mũi nhọn đƣợc xác định ngành cơng nghệ vật liệu nói chung ngành luyện kim đen nói riêng từ trƣớc tới phát triển ngành thép nói lên phát triển sở hạ tầng quốc gia Ngoài ƣu tiên đầu tƣ vật chất trang thiết bị sử dụng công nghệ mới, ứng dụng triệt để tiến khoa học kỹ thuật yếu tố quan trọng, phải đào tạo đội ngũ ngƣời lao động có kiến thức, có tay nghề Thực tế, việc dạy học nghề luyện kim tất bậc học khó khăn trực quan thiết bị môi trƣờng sản xuất thật chi phí cao nguy hiểm Do u cầu cấp thiết cần phải tìm hiểu lý thuyết mơ hình hố mô hệ thống, sử dụng công cụ hỗ trợ để thiết kế mơ hình mơ ứng dụng đƣợc thực tế Số hóa Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên http://www.lrc-tnu.edu.vn ... VÀ ĐÀO TẠO KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN NGUYỄN NHƯ TRANG NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN MÁY TÍNH, ỨNG DỤNG THIẾT KẾ MƠ HÌNH LỊ ĐIỆN HỒ QUANG LUYỆN THÉP SIÊU CAO CƠNG SUẤT LUẬN VĂN THẠC... tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu lý thuyết mơ hình hố mơ hệ thống máy tính: Vai trị mơ hình hố hệ thống Khái niệm mơ hình hố hệ thống Phƣơng pháp mơ Mô hệ thống liên tục Mô hình hố hệ. .. thân, đến em hoàn thành đề tài: ? ?Nghiên cứu lý thuyết mô hệ thống máy tính, ứng dụng thiết kế mơ hình lị điện hồ quang luyện thép siêu cao công suất? ?? Trong trình làm việc, cố gắng nỗ lực nhƣng kiến
