đề cương ôn tập môn mô hình hóa

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 v

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, thựcnghiệm để tìm ra các quy luật hoạt động của đối tượng hay nói cách khác mô hình là đối tượng thaythế 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 gốcbằng 1 mô hình nhằm thu thập các thông tin quan trọng về đối tượng gốc bằng cách tiến hành cácthực 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 trìnhxảy ra trong đối tượng gốc thì người ta nói rằng mô hình đồng nhất đối tượng Nhưng thực tế chỉ rarằng 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 tượnggốc, đồng thời việc thu thông tin và xử lí kết quả cũng xảy ra thuận thuận tiện và chính xác hơn sovới 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 nghiêncứu trên đối tượng thật→kết quả trung thực, tuy nhiên không phải là tối ưu vì có nhiều nhiễu tácđộng

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 hoạchnghiên cứu bằng chỉ tiêu đánh giá

- Bước 2: Xây dựng mô hình nguyên lý MNL Môhình 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 máytính

- 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 tínhcủa 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 thờiđiểm 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)= bm.X(k)+bm-1.X(k-1)+ +b0.X(k-m)-an-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 hàmgốc về phía trước m bước sẽ códạng :Z{X(k+m)}=Zm.X(Z)

-Tính chất 4: Biến đổi Z của sai phân

Gọi sai phân ∆xk =X(k+1)-X(k) Z{∆xk }=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 rađược phương trình sai phân tuyến tính rồi dùng phương trình đó để lập trình tính toán tìm dữ liệuđầu ra

- Có nhiều phương pháp để tìm phương trình sai phân từ phương trình vi tích phân: Phương phápƠle, RănggerKutta tìm trực tiếp Ngoài ra còn 1 số phương pháp tìm phương trình sai phân từ hàmtruyền 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 ∆

∆ti = ti+1- ti : là dãy số hoàn toàn ngẫu nhiên

Bằng cách thay đổi điện áp cắt U và chu kỳ cắt

mẫu T mà dãy ∆ti 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 chươngtrình máy tính Khi lặp lại chương trình

mô phỏng thì không làm được vì khôngtạo được dãy số ngẫu nhiên như trướckhông so sánh 2 kết quả với nhau

được

3.6.2 DÙNG BẢNG SỐ NGẪUNHIÊN:

Bằng nhiều cách người ta có thể lập ranhững bảng số ngẫu nhiên khi mô phỏng

có thể lấy các số ngẫu nhiên trong bảngtheo một thứ tự nào đó (liên tục hoặcngắt quãng)

*Ưu điểm: Lặp lại được quá trình môphỏng

*Nhược: Tốn bộ nhớ của máy tính đểnhớ bảng số ngẫu nhiên

- Dùng thuật toán để tạo số ngẫu nhiên:

Sử dụng thuật toán để tạo ra dãy số ngẫunhiên Dãy này có chu lỳ lặp lại nhưngnếu chu kỳ này đủ lớn (>106) có thể coidãy thu được là hoàn toàn ngẫu nhiên + Phương pháp phần giữa của bìnhphương:

+ 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 cóphân 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 theohàm phân bố F (Xi) Trước hết chọn dãy số ngẫu nhiên Ui phân bố đều trong khoảng (0,1) bằng mộttrong những phương pháp đã nêu ở trên, sau đó tính dãy số ngẫu nhiên theo công thức sau:

Xi=F-1(Ui)

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 )

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 mãsai

Gọi Q0; là số từ mã sai Gọi Q1: là số từ mẫ đúng

- Lặp lại quá trình thử nghiệm từ bước1-bước 3 cho đến khi số lần thửnghiệm bằng số N cho trước

- Tính xác suất đúng của hệ thốngtruyền 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 làlớn 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 chiềudài 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 cónhiều 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 vụtrước.Luật FIFO cũng là một trường hợp đặc biệt với dấu hiệu ưu tiên là đứng trước Thời gianphục vụ ngắn được phục vụ trước (Shortest job first) Ví dụ trên nút giao thông xe nhỏ gọn dichuyển 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

U0, ,Un+1: Các trạng thái của hệ thống Hệ thống có thể thay đổi từ trạng thái này sang trạng tháilân cận

và ngược lại

U0: Là trạng thái khi hệ thống không có khách hàng

U1: Là trạng thái khi có 1 khách hàng đang được phục vụ và không có khách hàng trong hàng đợi U2: Khi có 1 khách hàng trong hàng đợi và 1 khách hàng được phục vụ

U3: Trạng thái khi có 2 khách hàng trong hàng đợi và 1 khách hàng được phục vụ

…………

.Un: Trạng thái khi có n -1 khách hàng trong hàng đợi và 1 khách hàng được phục vụ

Un+1: Trạng thái khi có n khách hàng trong hàng đợi và 1 khách hàng được phục vụ

p0,p1,p2, ,pn+1: là xác suất để hệ thống ở trạng thái U0,U1, Un+1

Từ đây có thể tính được các xác suất khác cho các trạng thái tương ứng của hệ thống

16 Cấu trúc tổng quan của máy công cụ CNC?

Một máy CNC bất kỳ được cấu thành từ 3 khối cơ bản:

đối thoại, điều khiển, chấp hành, chúng có mối quan

hệ qua lại với nhau

5.2.1 KHỐI ĐỐI THOẠI

Là nơi giao tiếp người -máy trong quá trình khai thác,

hiệu chỉnh và bảo trì máy: các nút bấm, bàn phím, đèn

chỉ thị, màn hình thường được lắptrên bàn điều khiển

5.2.2.KHỐI ĐIỀU KHIỂN

Có nhiệm vụ tạo ra các lệnh từ cácthông tin thu được từ khối đối thoại

và phát lệnh cho khối chấp hành,đồng thời nhận phản hồi từ chấphành qua cảm biến để điều phối, hiệuchỉnh hoạt động của máy

*Sơ đồ cấu trúc của khối điều khiển có dạng(hình 5.3)

5.2.3 KHỐI CHẤP HÀNH

Có nhiệm vụ thực hiện các quy trình nào đó để gia

công vật liệu thành sản phẩm Bao gồm thiết bị dẫn

động, các động cơ điện, thiết bị thuỷ khí

Thiết bị gia công: bàn dao, hộp chứa dao, mỏ hàn

*Động cơ điện trong máy công cụ CNC

- Dùng chuyển động ăn dao và chuyển động trục

chính Các động cơ này phải đáp ứng các yêu cầu sau:

+ Chỉ số năng lượng cao, đặc trưng bởi η và cos φ

+ Tần số làm việc phải lớn + Đặc tính khởi động và hãm phải tốt+ Kích thước, trọng lượng, độ ổnđịnh, tiếng ồn, độ rung phải đạt tiêuchuẩn

Động cơ điện trong máy CNC có thể

là động cơ điện 1 chiều, động cơservo, động cơ bước, động cơ xoay chiều Nhưng phổ biến nhất là động

cơ một chiều không có cực tiếp xúc,

có rôto là nam châm vĩnh cửu

*Hệ thống thuỷ khí trong máy công

cụ CNC

- Hệ thống thuỷ khí có nhiệm vụ thựchiện các truyền động phụ trợ trongmáy: dời chỗ, xiết chặt, thay dao,làm mát, bôi trơn các phần tử là xilanh thuỷ khí và van điện từ

18 Nguyên lý làm việc của máy CNC?

*Sơ đồ chức năng nguyên lý làm việc của máy CNC(hình 5.4)

- Khối vào trung tâm: có nhiệm vụ đọc các lệnh đưa vào, lần lượt đưa vào và biến thành tín hiệuđiện

- Khối nhớ TT: ghi nhớ thông tin từ thiết bị vào trung tâm ngoài ra còn có chức năng kiểm tra vàtìm sai

sót

- Bàn điều khiển và chỉ thị: Dùng để liên hệ giữa người và máy Từ bàn điều khiển có thể dừnghoặc khởi động hệ thống, lựa chọn chế độ làm việc, hiệu chỉnh tốc độ ăn dao, thay đổi vị trí gốc toạđộ Trên bàn điều khiển có các tín hiệu đèn báo trạng thái làm việc, sai sót của chương trình Trênbàn điều khiển còn có các chỉ thị số báo giá trị dịch chuyển theo từng trục

- Khối nội suy: Tạo ra quỹ đạo chuyển động giữa hai hoặc nhiều điểm tựa được viết ở trong chươngtrình

Thông tin vào khối nội suy là dạng xung trong đó tần số của xung tỉ lệ với tốc độ ăn dao, số xung tỉ

lệ với hành trình (độ dịch chuyển theo mỗi trục)

- Khối tốc độ: làm nhiệm vụ đặt tốc độ ăn dao, tạo quá trình gia tốc, hãm, kết thúc 1 giai đoạn giacông

- Khối hiệu chỉnh chương trình: Cùng với bàn điều khiển có nhiệm vụ thay đổi các tham số giacông: tốc độ ăn dao, kích thước dao

- Khối chu kỳ chuẩn: Giảm nhẹ và rút ngắn chương trình khi có thuật toán lặp lại

- Khối lôgic công nghệ, khối phối hợp, khối tự động chu kỳ máy:

19 Trình bày về nội suy trên máy công cụ CNC?

Trong máy CNC khi điều khiển dao cụ theo 1

đường liên tục nào đó ta phai điều khiển các

trục chuyển động sao cho vị trí của dao không

lệch khỏi miền dung sai: Muốn vậy ta chia

nhỏ đường đi thành những đoạn nhỏ và trên

từng đoạn nhỏ đó các trục không di chuyển

đồng thời mà từng trục di chuyển

Ví dụ:

Muốn điều khiển dao cụ di chuyển từ A->B(hình 5.5) ban đầu ta cho dao cụ dichuyển từ A (X0,Y0)->A1(X1,Y0) theo trục

X rồi sau đó lại di chuyển theo trục Y đến

A2(X2,Y2) cứ như vậy đến khi dao cụ đến

B sao cho các điểm A,A1,A2 B thuộc miền

dung sai Người vận hành máy chỉ cần đưa số

liệu hình học và công nghệ thông qua chương

trình vào máy ->Bộ nội suy sẽ xử lý và tính

toán quỹ đạo dao cụ để cho ra sản phẩm theo

yêu cầu

Để nội suy đường thẳng thì chương trình đưa

vào máy phải có toạ độ điểm xuất phát A, toạ

độ điểm dừng B và tốc độ ăn dao

Để nội suy đường tròn trong chương trình đưavào máy phải có toạ độ điểm xuất phát, điểmdừng B và tâm đường tròn O Đồng thời phảikhai báo chiều nội suy là thuận hay ngượcchiều kim đồng hồ, tốc độ ăn dao

Để nội suy Parabol thì trong câu lệnh đưa vàomáy phải biết toạ độ điểm đầu A, điểm cuối B

và điểm C, trong đó C là giao điểm của đườngtrung tuyến DE với đường parabol, D: giaođiểm của 2 tiếp tuyến kẻ từ A,B và phải biếttốc độ ăn dao

20 Nội suy đường thẳng, đường tròn theo phương pháp hàm đánh giá?

5.5.1 NỘI SUY ĐƯỜNG THẲNG THEO PHƯƠNG PHÁP HÀM ĐÁNH GIÁ

∆X=XB-XA: kích thước dịch chuyển theo trục X

∆Y=YB-YA: kích thước dịch chuyển theo trục Y

dX: Bước dịch chuyển theo trục X

dY: Bước dịch chuyển theo trục Y

Phương trình toán học:

Từ phương trình này ta đưa ra công thức của hàm đánh giá đường thẳng như sau:

Với (X,Y) bất kỳ =>Có 3 khả năng xảy ra:

+ Nếu F =0 =>(X,Y) nằm trên đường thẳng

+ Nếu F >0 (X,Y) nằm phía trên đường thẳng nếu ∆X>0

(X,Y) nằm phía dưới đường thẳng nếu ∆X<0

+ Nếu F <0 (X,Y) nằm phia dưới đường thẳng nếu ∆X>0

(Y,Y) nằm phía trên đường thẳng nếu ∆X<0

- Với 1 điểm Ai(Xi,Yi) nằm trong miền dung sai trước hết tính

( sau đó so sánh Fi với 0 )+ Nếu Fi>0 → Ai nằm phía trên đường thẳng và hệ thống phải cho một xung điều khiển theo trục Xvới bước dịch chuyển dX còn hệ truyền động theo trục Y đứng yên

+ Nếu Fi<0 → Ai nằm phía dưới đường thẳng và hệ thống phải thực hiện 1 bước dịch chuyển theotrục Y là dY còn hệ truyền động theo trục X thì đứng yên

+ Nếu Fi=0 → Ai nằm trên đường thẳng và hệ thống dịch chuyển theo trục nào đó thì tuỳ thuộcvào chương trình

21 Cấu trúc cơ bản của hệ truyền động điện tự động CNC?

Giả sử phải tính các điểm nội suy trên cung AB thuận chiều kim đồng hồ

Phương trình:

Trong đó

Với 1 điểm có toạ độ (X,Y) bất kỳ trên mặt phẳng người ta tính hàm đánh giá của nó như sau:

có 3 khả năng xảy ra:

+ F=0 =>(X,Y) thuộc đường tròn

+ F>0 =>(X,Y) ngoài đường tròn

+ F<0 =>(X,Y) nằm trong đường tròn

Với Ai(Xi,Yi) ta có thuật toán tính điểm nội suy tiếp theo như sau:

+ Tính hàm đánh giá Fi của Ai theo công thức

So sánh Fi với 0 => Xảy ra 3 khả năng như sau:

+ Nếu Fi>0 =>Ai nằm phía ngoài đường tròn =>Hệ thống phải dịch chuyển theo trục Y 1 lượng

dY xuống dưới còn hệ truyền động theo trục X thì đứng yên

+ Nếu Fi<0 =>Ai nằm phía trong đường tròn => Hệ thống dịch chuyển theo trục X 1 bước dXsang phải còn hệ truyền động theo trục Y đứng yên

+ Nếu Fi=0 =>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?

5 Hãy nêu khái niệm về phép biến đổi Z và các tính chất của nó?

6 Hàm truyền số của hệ gián đoạn?

7 Hàm truyền số của hệ liên tục? Phương pháp Tustin tìm toán tử tích phân số?

8 Các phân bố xác suất liên tục của các đại lượng ngẫu nhiên?

9 Các phân bố xác suất gián đoạn của các đại lượng ngẫu nhiên?

10 Trình bày các phương pháp tạo số ngẫu nhiên có phân bố đều trong khoảng (0,1)

11.Trình bày các phương pháp tạo số ngẫu nhiên có phân bố mong muốn? Xét các trường hợp cụ thể?

12 Mô phỏng quá trình truyền tin.Lập lưu đồ mô phỏng?

13 Trình bày về dòng khách hàng và kênh phục vụ trong hệ thống hàng đợi?

14 Trình bày về hàng đợi trong hệ thống hàng đợi?

15 Hệ thống hàng đợi M /M/1 có chiều dài hàng đợi là hữu hạn?

16 Cấu trúc tổng quan của máy công cụ CNC?

18 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 đó

để nghiên cứu, thựcnghiệm 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 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 gian quá dài/-Ảnh hưởng đến sản xuất, người và thiết bị/-

Nghiên cứu khi chưa có hệ thực/ Câu 3 Tb các bước 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 9: Xử lý kết quả/Bước 10: Tài liệu lưu trữ, sử dụng kết quả

Câu 2 /Thực=> 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 (0,1)/-Tính dãy số ngẫu nhiên theo luật phân bố mũ Exp ti βln Ui= (-1/λ).lnUi/-So sánh ti với /Nếu ti>T=>Hệ thống làm việc

=-tin cậy/Nếu ti<T=>Hệ thống làm việc không tin cậy/Làm N thử nghiệm từ bước 1 đến bước 3/-Xác định độ tin cậy của hệ thống/-

P(ti ≥T) = Số lần làm việc tin cậy /Tổng số lần thử nghiệm

Câu 4: a) pt máy tính./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 /Bỏ qua thời gian tính của máy tính, dãy tín hiệu ra Y [k] đồng bô với dãy tín hiệu vào X [k]/ Tín hiệu ra tại một thờiđiểm 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/Giả sử y [kT] phụ thuộc vào X [kT] và m tín hiệu vào trong quá khứ và n tín hiệu ra trong quákhứ Khiđócóthểviết y[kT]=bm.X[kT]+bm-1.X[(k-1).T]+… +b0.X[(k-m)T]-an-1.y[(k-1)T-…-a0.y[(k-n)T]=>y[kT] = X[(k-i)T] - Y[(k-j)T] / (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 y[k]= X[(k-i)]-

.Y[(k-j)]/b)ptsaiphântuyếntính:/Từphương trình máy tính/y(k)+an-1.y(k-1)+ +a0.y(k-n) =bm.X(k)+bm-1.X(k-1)+ +b0.X(k-m) (3)/(3) được gọi là phương trình sai phân tuyến tính/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 (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/y(k)= bm.X(k)+bm-1.X(k-1)+ +b0.X(k-m)-an-1.y(k- 1)- -a0.y(k-n)

Câu 5 Biến đổi z và các tc/ Ý nghĩa: Dùng biến phương trình sai

phân tuyến tính của 1 hệ gián đoạn thành phương trình đại số Điều này tương tự như biến đổi L dùng biến phương trình vi tích

phân của hệ thành phương trình đại số/ định nghĩa: 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 Lnhư sau: L(X(t)) =F(p)=

/Với tín hiệu gián đoạn XK ta có khái niệm về phép biến đổi Z như sau Z(Xk)=F(z)=X(0).Z0+X(1).Z-1+… +X(k).Z-k= / các tính chất:tc1: Tính chất tuyến tính /X1(k);X2(k):các tín hiệu gián đoạn/Z{a.X1(k) +b.X2(k)}=a.Z{X1(k)}+b.Z{X2(k)/-tc2: 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 Z(X(k+m))=Zm.X(Z)- X(i)/-tc3: Dịch hàm gốc về phía sau/Z{X(k-m)}=Z-m.X(Z)/-tc4: Biến đổi Z của sai phân/Gọi sai phân ∆xk=X(k+1)-X(k)/Z{ ∆xk }=Z{X(k+1)}- Z{X(k)}=Z.X(Z)-X(Z)=(Z-1).X(Z)/Với các điều kiện đầu =0/- tc5.Giá trị đầu của hàm gốc/X(0)=lim X(Z)( Z->∞)/-tc6: Giá trị cuối của hàm gốc/X(∞)=lim(Z-1)X(Z) (Z->1)

Câu 6: htruyen số 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) ham truyền số của

hệ thống/Giả sử hệ thống gián đoạn được miêu tả bằng phương trình sai phân tuyến tính sau: any(k+n)+an-1.y(k+n-1)+ +a0.y(k)=bmX(k+m)+bm-1.X(k+m-1)+ +b0.X(k)/Tìm hàm truyền

số W (Z) của hệ/Thực hiện phép biến đổi Z 2 vế của phương trình trên ta được:W(z)=Y(z)/X(z)=( bm.Zm+bm-1.Zm-1+…+ b0)/(an.Zn+ an-

1.Zn-1+…+ a0)/ Câu 7.hàn truyền số của hệ liên tục: /-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/*PP Tustin tìm hàm truyền số của hệ liên tục/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)/bằng cách thay p =(2/T)*(/(z+1)/-Từ hàm truyền

số W (Z) tìm được, bằng cách suy diễn ngược tìm ra phương trình sai phân củahệ thống

Câu 9: pp tạo phân bố đều trong khoảng: a) dung máy phát ngẫu

nhiên: [t1 ,t2]: Ngẫu nhiên/Biên độ A ngẫu nhiên/T: Chu kỳ cắt mẫu/∆ti = ti+1 – ti : là dãy số hoàn toàn ngẫu nhiên/Bằng cách thay đổi điện áp cắt U và chu kỳ cắt mẫu T mà dãy ∆ti thu được là hoàn toàn ngẫu nhiên/Hình 3.4.Phương pháp chọn số 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 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 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(>106) có thể coi dãy thu được là hoàn toàn ngẫu nhiên./ Phương pháp phần giữa của bình phương:/Vd x0=0,2152/Nhược điểm: Nếu chọn x0

không hợp lý thì dãy số thu được không hoàn toàn ngẫu nhiên nữa./Phương pháp nhân:/Đầu tiên chọn số ban đầu x0 sau đó tính

ra số tiếp theo bằng công thức/Xi+1= ] [(phần lẻ) /λ : Hệ số cho trước/Vd: X0 = 0,37843/ λ = 37

Câu 10 PP tạo các số ngẫu nhiên có phân bố mong muốn/a)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:/Xi=F-1(Ui)/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/b) Tạo dãy số ngẫu nhiên có phân bố mũ Exp (β )Fvới x ≤ 0/-Tạo ra dãy Ui có phân bố đều trong (0,1)/-Tính Xi=F-1(Ui)/=> Xi= -βlnUi/=> Xi thu được là dãy số ngẫu nhiên có phân bố mũ Exp (β )

Câu 11: 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/λ = const 10-1 ÷ 10-4

lần/h/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 Ti

=1/λ*lnUi/-Tính được số từ mã đúng và số từ mã sai/Gọi Q0; là số

Câu 13: tb dòng khách hàng và kênh phục vụ trong ht hàng đợi:

Dòng khách hàng: là các phần tử,các yêu cầu,các sự kiện đi đến

hệ thống để được phục vụ.Đặc trưng của dòng khách hàng là cường độ Dòng khách hàng là dòng các sự kiện ngẫu nhiên do đó khoảng thời gian giữa các khách hàng đến hệthốngcũnglà ngẫu nhiênDòngkhách hang trong hệthống hàng đợi là dòng các sự kiện ngẫu nhiên thong thườngcó 3 tính chất sau/-Dừng: là dòng mà xác suất xảy ra 1sự kiện nào đó không phụ thuộc vào thời điểm xảy ra

sự kiện trên trục thời gian /-Dòng không hậu quả: là dòng mà các

sự kiện xảy ra hoàn toàn độc lập nhau/-Dòng có toạ độ xác định;