1. Hãy nêu khái niệm về mô hình hóa và các trường hợp sử dụng mô hình hóa? 1.MÔ HÌNH HÓA LÀ 1 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC - Đối tượng (Object): là tất cả các sự vật, sự kiện mà hoạt động của con người liên quan tới - Mô hình (model): là 1 sơ đồ phản ánh đối tượng, con người dùng sơ đồ đó để nghiên cứu, thực nghiệm để tìm ra các quy luật hoạt động của đối tượng hay nói cách khác mô hình là đối tượng thay thế của đối tượng gốc dùng để nghiên cứu đối tượng gốc. - Mô hình hóa (Simulation): là 1 phương pháp nghiên cứu khoa học dùng để thay thế đối tượng gốc bằng 1 mô hình nhằm thu thập các thông tin quan trọng về đối tượng gốc bằng cách tiến hành các thực nghiệm trên mô hình Nếu như các quá trình xảy ra trong mô hình đồng nhất theo các chỉ tiêu định trước với các quá trình xảy ra trong đối tượng gốc thì người ta nói rằng mô hình đồng nhất đối tượng. Nhưng thực tế chỉ ra rằng chúng ta chỉ xây dựng được mô hình gần đúng với đối tượng gốc mà thôi bởi trong quá trình mô hình hóa bao giờ cũng phải chấp nhận 1 số giả thiết nhằm giảm bớt độ phức tạp của mô hình để mô hình có thể ứng dụng thuận tiện trong thực tế. Gần đây do sự phát triển của công nghệ thông tin có thể xây dựng được mô hình rất gần đối tượng gốc, đồng thời việc thu thông tin và xử lí kết quả cũng xảy ra thuận thuận tiện và chính xác hơn so với trước đây. 2. KHI NÀO PHẢI MÔ HÌNH HÓA? Khi nghiên cứu 1 hệ thống, 1 quá trình nào đó tốt nhất là nghiên cứu trên thực tế, tốt nhất là nghiên cứu trên đối tượng thật→kết quả trung thực, tuy nhiên không phải là tối ưu vì có nhiều nhiễu tác động. 2.1. NGƯỜI TA KHÔNG THỂ TIẾN HÀNH TRÊN HỆ THỰC ĐƯỢC VÌ CÁC LÝ DO: - Kinh phí quá lớn. - Thời gian quá dài. - Ảnh hưởng đến sản xuất, người và thiết bị. - Nghiên cứu khi chưa có hệ thực. 2.2. PHƯƠNG PHÁP MÔ HÌNH HÓA CHO PHÉP ĐÁNH GIÁ ĐỘ NHẠY CỦA HỆ THỐNG, KHI THAY ĐỔI THAM SỐ HOẶC CẤU TRÚC CỦA HỆ THỐNG Những số liệu này dùng để thiết kế hệ thống hoặc lựa chọn thông số tối ưu để vận hành hệ thống 3. Trình bày về các bước nghiên cứu mô phỏng? - Bước 1: Xây dựng mục tiêu mô phỏng và kế hoạch nghiên cứu bằng chỉ tiêu đánh giá - Bước 2: Xây dựng mô hình nguyên lý MNL. Mô hình nguyên lý phản ánh bản chất của hệ thống - Bước 3: Kiểm tra mô hình nguyên lý MNL - Bước 4: Xây dựng mô hình mô phỏng MM trên máy tính - Bước 5: Chạy thử - Bước 6: Kiểm tra mô hình mô phỏng - Bước 7: Lập kế hoạch thử nghiệm - Bước 8: Thử nghiệm mô phỏng - Bước 9: Xử lý kết quả - Bước 10: Tài liệu lưu trữ, sử dụng kết quả 4. Trình bày về phương trình của máy tính và phương trình sai phân tuyến tính? 2.3. PHƯƠNG TRÌNH MÁY TÍNH Tập hợp các dữ liệu đầu vào, đầu ra là các tín hiệu số X[k]: Tập hợp các dữ liệu đầu vào số Y[k]: Tập hợp các dữ liệu đầu ra số T: Bước gián đoạn của máy tính (Bước tính của máy tính) Bỏ qua thời gian tính của máy tính, dãy tín hiệu ra Y[k] đồng bô với dãy tín hiệu vào X[k] Đặc điểm của quá trình tính toán trong máy tính là các quá trình nhớ ↔ Tín hiệu ra tại một thời điểm không những phụ thuộc vào tín hiệu tại thời điểm đó mà còn phụ thuộc vào nhiều tín hiệu vào và ra trong quá khứ, những dữ liệu xảy ra trong quá khứ được lưu vào bộ nhớ trong máy tính. Giả sử y [kT] phụ thuộc vào X [kT] và m tín hiệu vào trong quá khứ và n tín hiệu ra trong quá khứ. Khi đó có thể viết (2.1) (2.1) được coi là phương trình tổng quát của máy tính a0,a1,a2, an-1,b0,b1, bm: là các hệ số Vì tín hiệu vào và ra sử dụng chung 1 bước gián đoạn nên phương trình tổng quát của máy tính có thể viết 2.4. PHƯƠNG TRÌNH SAI PHÂN TUYẾN TÍNH Từ phương trình (2.2): y(k)+an-1.y(k-1)+ +a0.y(k-n) =bm.X(k)+bm-1.X(k-1)+ +b0.X(k-m) (2.3) (2.3) được gọi là phương trình sai phân tuyến tính Trong đó các hệ số: a0, an-1 ,b0, bm: phản ánh đặc tính của hệ thống -Bậc của phương trình là bậc của tín hiệu ra lớn nhất trừ đi bậc của tín hiệu ra nhỏ nhất =>Phương trình (2.3) có bậc: k-(k-n)=n Để giải phương trình sai phân tuyến tính có 2 cách giải: -Phương pháp giải tích -Phương pháp số (quan tâm hơn vì phù hợp với quá trình tính toán trong máy tính) y(k)= b m .X(k)+b m-1 .X(k-1)+ +b 0 .X(k-m)-a n-1 .y(k-1) a0.y(k-n) 5. Hãy nêu khái niệm về phép biến đổi Z và các tính chất của nó? Cho X(t) là tín hiệu liên tục X[k] là tín hiệu gián đoạn Với tín hiệu liên tục X (t) người ta có định nghĩa về phép biến đổi L như sau: Với tín hiệu gián đoạn XK ta có khái niệm về phép biến đổi Z như sau 2.5.3. CÁC TÍNH CHẤT CỦA PHÉP BIẾN ĐỔI Z -Tính chất 1: Tính chất tuyến tính -Tính chất 2: Tính chất dịch hàm gốc về phía trước Cho X(k) là tín hiệu gián đoạn Gọi Z {X(k)}=X(Z) Dịch hàm gốc về phía trước 1 bước Z{X(k+1)}=Z.X(Z)-Z.X(0) Tổng quát dịch hàm gốc về phía trước m bước Nếu các điều kiện đầu X (0)=X(1)=X(2)= =X(m-1)=0 thì khi dịch hàm gốc về phía trước m bước sẽ có dạng :Z{X(k+m)}=Z m .X(Z) -Tính chất 4: Biến đổi Z của sai phân Gọi sai phân ∆x k =X(k+1)-X(k) Z{∆x k }=Z{X(k+1)}-Z{X(k)}=Z.X(Z)- X(Z)=(Z-1).X(Z) -Tính chất 5.Giá trị đầu của hàm gốc -Tính chất 6: Giá trị cuối của hàm gốc 6. Hàm truyền số của hệ gián đoạn? Cho hệ thống có tín hiệu vào, tín hiệu ra đều là gián đoạn Định nghĩa: Hàm truyền số của hệ thống gián đoạn là tỉ số giữa biến đổi Z của dãy tín hiệu ra với biến đổi Z của dãy tín hiệu vào với điều kiện đầu =0 Gọi Z {X(k)}=X(Z) Z{Y(k)}=Y(Z) W(Z)=Y(Z)/X(Z):Hàm truyền số của hệ thống Giả sử hệ thống gián đoạn được miêu tả bằng phương trình sai phân tuyến tính sau: Tìm hàm truyền số W (Z) của hệ? Thực hiện phép biến đổi Z 2 vế của phương trình trên ta được: 7. Hàm truyền số của hệ liên tục? Phương pháp Tustin tìm toán tử tích phân số? - Để mô phỏng 1 hệ thống liên tục trên máy tính thì từ phương trình vi tích phân của hệ phải tìm ra được phương trình sai phân tuyến tính rồi dùng phương trình đó để lập trình tính toán tìm dữ liệu đầu ra - Có nhiều phương pháp để tìm phương trình sai phân từ phương trình vi tích phân: Phương pháp Ơle, RănggerKutta tìm trực tiếp. Ngoài ra còn 1 số phương pháp tìm phương trình sai phân từ hàm truyền số như phương pháp Tustin. Nội dung: Từ hệ phương trình vi tích phân tìm hàm truyền Laplace của hệ thống W (p) - Từ hàm truyền W (p) tính ra hàm truyền số W (Z) T: Bước gián đoạn - Từ hàm truyền số W (Z) tìm được, bằng cách suy diễn ngược tìm ra phương trình sai phân của hệ thống 10. Trình bày các phương pháp tạo số ngẫu nhiên có phân bố đều trong khoảng (0,1) 3.6.1. DÙNG MÁY PHÁT SỐ NGẪU NHIÊN [t1 , t2]: Ngẫu nhiên Biên độ A ngẫu nhiên T: Chu kỳ cắt mẫu ∆ ∆t i = t i+1 - t i : là dãy số hoàn toàn ngẫu nhiên Bằng cách thay đổi điện áp cắt U và chu kỳ cắt mẫu T mà dãy ∆t i thu được là hoàn toàn ngẫu nhiên *Ưu điểm: Thu được dãy số hoàn toàn ngẫu nhiên với số lượng không hạn chế *Nhược điểm: Phải đưa vào chương trình máy tính. Khi lặp lại chương trình mô phỏng thì không làm được vì không tạo được dãy số ngẫu nhiên như trước không so sánh 2 kết quả với nhau được. 3.6.2. DÙNG BẢNG SỐ NGẪU NHIÊN: Bằng nhiều cách người ta có thể lập ra những bảng số ngẫu nhiên khi mô phỏng có thể lấy các số ngẫu nhiên trong bảng theo một thứ tự nào đó (liên tục hoặc ngắt quãng). *Ưu điểm: Lặp lại được quá trình mô phỏng. *Nhược: Tốn bộ nhớ của máy tính để nhớ bảng số ngẫu nhiên. - Dùng thuật toán để tạo số ngẫu nhiên: Sử dụng thuật toán để tạo ra dãy số ngẫu nhiên. Dãy này có chu lỳ lặp lại nhưng nếu chu kỳ này đủ lớn (>10 6 ) có thể coi dãy thu được là hoàn toàn ngẫu nhiên. + Phương pháp phần giữa của bình phương: + Phương pháp nhân: 11. Trình bày các phương pháp tạo số ngẫu nhiên có phân bố mong muốn? Xét các trường hợp cụ thể? Dãy số ngẫu nhiên phân bố trong khoảng (0,1) được dùng làm cơ sở để tạo ra dãy số ngẫu nhiên có phân bố mong muốn bằng phương pháp bến đổi nghịch đảo Nội dung phương pháp: Giả sử cần phải tạo dãy ngẫu nhiên Xi có một phân bố mong muốn theo hàm phân bố F (Xi). Trước hết chọn dãy số ngẫu nhiên Ui phân bố đều trong khoảng (0,1) bằng một trong những phương pháp đã nêu ở trên, sau đó tính dãy số ngẫu nhiên theo công thức sau: X i =F -1 (U i ) F -1 : Hàm nghịch đảo của hàm cho trước Người ta chứng minh được rằng dãy số Xi thu được là dãy ngẫu nhiên có hàm phân bố la F Ví dụ: a) Tạo dãy số ngẫu nhiên phân bố đều trong khoảng (a,b) a ≤ x ≤ b Xi=(b-a)/Ui+a Dãy Xi sẽ phân bố đều trong (a,b) b) Tạo dãy số ngẫu nhiên có phân bố mũ Exp ( ß ) Fvới x 0  - Tạo ra dãy Ui có phân bố đều trong (0,1) - Tính Xi=F -1 (Ui) → Xi=- ßln U i → Xi thu được là dãy số ngẫu nhiên có phân bố mũ Exp ( ß ) 12. Mô phỏng quá trình truyền tin.Lập lưu đồ mô phỏng? Mô phỏng dòng sai số trong quá trình truyền tin - Xét trường hợp kênh truyền tin là nhị phân đối xứng (Xác suất số bit 1->0 và 0->1 là như nhau) Xung vào có thể là xung dương 1->0 Xung vào có thể là xung âm 0->1 Do trên kênh liên lạc có nhiều nhiễu =>gây sai số (1- >0&0->1). Các sai số trong kênh liên lạc là hoàn toàn ngẫu nhiên Giả sử thông tin được truyền đi có chiều dài m bit .Vì dòng sai số xảy ra trong quá trình truyền tin là dòng tối giản nên cường độ xảy ra sai số Khoảng cách giữa các sai số là các số ngẫu nhiên tuân theo luật phân bố mũ, yêu cầu phải tính xác suất làm việc đúng và sai của hệ thống truyền tin → Thuật toán mô phỏng: - Chọn Ui phân bố đều trong khoảng (0,1). Tính khoảng cách giữa các sai số - Tính được số từ mã đúng và số từ mã sai Gọi Q0; là số từ mã sai Gọi Q1: là số từ mẫ đúng - Lặp lại quá trình thử nghiệm từ bước 1-bước 3 cho đến khi số lần thử nghiệm bằng số N cho trước - Tính xác suất đúng của hệ thống truyền tin D=Q1/(Q0+Q1) S=1-D 14. Trình bày về hàng đợi trong hệ thống hàng đợi? Đặc trưng cho kênh phục vụ là dòng phục vụ với cường độ μ (số khách hàng trung bình được phục vụ /1 đơn vị thời gian). - Hàng đợi: là số khách hàng chờ đến lượt được phục vụ. Tuỳ theo cường độ dòng khách hàng là lớn hay bé, tuỳ theo khả năng phục vụ của hệ thống (là số kênh phục vụ và cường độ dòng phục vụ) là lớn hay bé mà số khách hàng trong hàng đợi cũng là một đại lượng ngẫu nhiên Hàng đợi được đặc trưng bởi các yếu tố: + Chiều dài hàng đợi: là số khách hàng có trong hàng đợi. Tuỳ thuộc vào từng hệ thống mà chiều dài hàng đợi có thể bị hạn chế hay không . Không hạn chế . Hạn chế → Mất khách hàng + Thời gian đợi; là khoảng thời gian từ khi khách hàng đến hệ thống đến khi bắt đầu được phục vụ và thời gian đợi có thể bị hạn chế hoặc không hạn chế . Không hạn chế . Hạn chế → Mất khách hàng + Luật sắp hàng: là phương thức chọn khách hàng trong hàng đợi để phục vụ. Trong trường hợp có nhiều kênh phục vụ ->có luật phân chia khách hàng giữa các kênh với nhau. . FIFO: First In First Out . LIFO: Last In First Out . Ưu tiên: phụ nữ, trẻ em. Một số khách hàng có một số đặc tính nhất định sẽ được phục vụ trước.Luật FIFO cũng là một trường hợp đặc biệt với dấu hiệu ưu tiên là đứng trước. Thời gian phục vụ ngắn được phục vụ trước (Shortest job first). Ví dụ trên nút giao thông xe nhỏ gọn di chuyển nhanh được ưu tiên đi trước so với xe to cồng kềnh phải di chuyển chậm .Khi số khách hàng = 0 và phục vụ rỗi thì gọi là Hệ thống Rỗng 15. Hệ thống hàng đợi M /M/1 có chiều dài hàng đợi là hữu hạn? Gọi số vị trí có trong hàng đợi là n. Trong trường hợp này nếu một khách hàng đến mà hệ thống đã đầy → Khách hàng phải rời hệ thống Gọi cường độ dòng khách hàng là λ Cường độ dòng phục vụ là μ Mỗi lần có khách hàng mới đến hệ thống hoặc có một khách hàng mới được phục vụ thì hệ thống sẽ thay đổi thứ tự → Hệ thống có n +2 trạng thái theo sơ đồ [...]... =>Ai thuộc đường tròn => Hệ thống dịch theo trục nào là tuỳ thuộc chương trình CÂU HỎI ÔN TẬP MÔN HỌC MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG 1 Hãy nêu khái niệm về mô hình hóa và các trường hợp sử dụng mô hình hóa? 2 Phân loại mô hình hệ thống? Trình bày về mô hình tĩnh và mô hình động? Cho ví dụ? 3 Trình bày về các bước nghiên cứu mô phỏng? 4 Trình bày về phương trình của máy tính và phương trình sai phân tuyến tính?... MHHT (mô hình vật lý,(mh thu nhỏ, mh tương tự) MH toán học (Mô hình giải tích , Phương pháp mô phỏng )) /Mô hình thu nhỏ: là mô hình vật lý có cấu tạo như mô hình thật/ -Mô hình tương tự: không có bản chất giống hệ thực, đảm bảo quá trình xảy ra giống hệ thực/ -Mô hình giải tích: phương trình vi phân, phương trình giải tích/-Phương pháp mô phỏng/ Câu 12: Thuật toán mô phỏng/:-Chọn dãy Ui phân bố đều trong... nghiên cứu mô phỏng(10 bước) / Bước 1: Xây dưng mục tiêu mô phỏng và kế hoạch nghiên cứu bằng chỉ tiêu đánh giá/-Bước 2: Xây dựng mô hình nguyên lý MNL Mô hình nguyên lý phản ánh bản chất của hệ thống/-Bước 3: Kiểm tra mô hình nguyên lý MNL/-Bước 4: Xây dựng mô hình mô phỏng MM trên máy tính/-Bước 5: Chạy thử/-Bước 6: Kiểm tra mô hình mô phỏng/-Bước 7: Lập kế hoạch thử nghiệm/-Bước 8: Thử nghiệm mô phỏng/-Bước... các quy luật hoạt động của đối tượng hay nói cách khác mô hình là đối tượng thay thế của đối tượng gốc dùng để nghiên cứu đối tượng gốc./ -Mô hình hóa (Simulation): là 1 phương pháp nghiên cứu khoa học dùng để thay thế đối tượnggốc bằng 1 mô hình nhằm thu thập các thông tin quan trọng về đối tượng gốc bằng cách tiến hành các thực nghiệm trên mô hình. / Các trường hợp phải MHH / Kinh phí quá lớn/Thời... ứng với mệnh đề hợp thành thứ i (Đây là khâu suy diễn mờ)/Sau đó trong n tập mờ thu được thực hiện phép hợp mờ để tìm ra tập mờ µ R(Y) của biến ngôn ngữ đầu ra chung cho luật hợp thành/-Khâu giải mờ: chuyển đổi tập mờ µRi(Y) thành giá trị rõ đầu ra y 0 chấp nhận được cho đối tượng B) các bước thiết kế:/-Định nghĩa tất cả các biến ngôn ngữ vào và ra/-Định nghĩa các tập mờ:( các giá trị ngôn ng ữ) cho... chương trình máy tính Khi lặp lai chương trình mô phỏng thì không làm được vì không tạo được dãy số ngâu nhiên như trước => không so sánh 2 kết quả với nhau được./b)dung bảng số ngẫu nhiên/Bằng nhiều cách người ta có thể lập ra những bảng số ngẫu nhiên khi mô phỏng có thể lấy các số ngẫu nhiên trong bảng theo một thứ tự nào đó /*Ưu điểm: Lặp lại được quá trình mô phỏng./Nhược: Tốn bộ nhớ của máy tính để... Nguyên lý làm việc của máy CNC? 19 Trình bày về nội suy trên máy công cụ CNC? 20 Nội suy đường thẳng, đường tròn theo phương pháp hàm đánh giá? 21 Cấu trúc cơ bản của hệ truyền động điện tự động CNC? 22 Xây dựng thuật toán điều khiển mờ cho bộ điều khiển mờ điều khiển nước của bể chứa? Câu 1: Kn MHH, các trường hợp sd mô hình hóa. / -Mô hình (model): là 1 sơ đồ phản ánh đối tượng, con người dùng sơ đồ... ngôn ng ữ) cho từng biến vào và ra Sau đó thực hiện công việc mờ hóa tức là xác định các hàm thuộc cho từng giá trị ngôn ngữ vào, ra/-Xây dựng luật hợp thành/-Chọn quy tắc thực hiện thiết bị hợp thành/-Chọn phương pháp giải mờ/*Sơ đồ cấu trúc bộ điều khiển thích nghi sử dụng bđk mờ /*Đối với hệ thống khi mô hình tổng hợp của đối tượng quá phức tạp, không rõ ràng Đồng thời vẫn phải khảo sát tính ổn định... C.Y(k) = 4.D ⇒ Y (k + 2) = − B Bài tập B C 4.D Y (k + 1) − Y (k ) + Đây chính là phương trình sai phân của hệ A A A Dạng 1: Cho sơ đồ cấu trúc của hệ thống và các thông số Tìm hàm truyền và phương trình sai phân ? Dạng 2: Cho một hệ thống ngẫu nhiên cụ thể Đưa ra thuật giải mô phỏng và viết lưu đồ thuật toán mô phỏng? Dạng 3: Cho một hệ thống hàng đợi M/M/1 có các thông số cụ thể Yêu cầu tính: xác suất... Có nhiệm vụ thực hiện các quy trình nào đó để gia có rôto là nam châm vĩnh cửu công vật liệu thành sản phẩm Bao gồm thiết bị dẫn *Hệ thống thuỷ khí trong máy công động, các động cơ điện, thiết bị thuỷ khí cụ CNC Thiết bị gia công: bàn dao, hộp chứa dao, mỏ hàn - Hệ thống thuỷ khí có nhiệm vụ thực *Động cơ điện trong máy công cụ CNC hiện các truyền động phụ trợ trong - Dùng chuyển động ăn dao và chuyển . trình. CÂU HỎI ÔN TẬP MÔN HỌC MÔ HÌNH HÓA HỆ THỐNG 1. Hãy nêu khái niệm về mô hình hóa và các trường hợp sử dụng mô hình hóa? 2. Phân loại mô hình hệ thống?. MH toán học (Mô hình giải tích , Phương pháp mô phỏng )) /Mô hình thu nhỏ: là mô hình vật lý có cấu tạo như mô hình thật/ -Mô hình tương tự: không có bản chất