+Bình luận kết quả mô phỏng.IĐặt vấn đề và xây dựng bài toán Trong thực tế ,các hệ thống sản xuất luôn chịu tác động của các yếu tố ngẫunhiên mà thờng thì rất khó kiểm soát đợc chúng , c
Bài Tập Dài Mô Hình Hoá Số Nội dung báo cáo : + Đặt vấn đề xây dựng toán +Phân tích yêu cầu toán,tóm tắt phơng pháp mô hình hóa hệ ngẫu nhiên +Phân tích biến ngẫu nhiên + Phân tích thuật giải +Xây dựng lu đồ +Xác định điều kiện đầu,điều kiện mô điều kiện ngừng mô +Viết chơng trình mô máy tính +Thiết kế giao diện +Kiểm nghiệm kết mô +Bình luận kết mô I)Đặt vấn đề xây dựng toán Trong thực tế ,các hệ thống sản xuất chịu tác động yếu tố ngẫu nhiên mà thờng khó kiểm soát đợc chúng , yếu tố ngẫu nhiên này( nh thay đổi môi trờng , thay đổi tải) hầu hết bất lợi) hầu hết bất lợi cho hệ thống Trong phần ta xây dựng toán mô tác động ngẫu nhiên tới hệ điều chØnh trun ®éng ®iƯn thùc Nh ta ®· biÕt , hệ điều chỉnh truyền động làm việc không tránh khỏi việc chịu ảnh hởng nhiễu loạn nh thăng giáng nhiệt độ xung quanh,dao động nguồn điện(tần số,điện áp) đặc biệt nhiễu loạn phụ tải (nh cấu tạo không đồng phôi cần gia công máy cắt gọt kim loại ) hầu hết bất lợi) mà nhiễu loạn thờng ngẫu nhiên Giả sử xét ảnh hởng nhiễu loạn phụ tải hệ điều chỉnh truyền động sử dụng hệ T-Đ (Thyristor-Động cơ) có vòng điều chỉnh (mạch vòng dòng điện mạch vòng tốc độ ) đợc tổng hợp theo tiêu chuẩn Modul tối u hàm điều khiển mạch vòng tốc độ khâu tỷ lệ , hàm điều khiển mạch vòng dòng điện khâu tích phân tỷ lệ,do cấu trúc hệ thống tổng hợp theo nhiễu loạn (sau đà xÊp sØ ) cã d¹ng sau : d=0 Mc + - FR Ki 2.Ti p Kfw Tfw Với d nhiễu loạn theo lợng 1đặt p Mc nhiễu loạn phụ tải + Kj p Ti : Hằng số thời gian mạch vòng dòng ®iƯn Tfw : H»ng sè thêi gian cđa kh©u phản hồi tốc độ Khi xét đáp ứng hệ thống theo nhiễu loạn phụ tải ta cho nhiễu Loạn theo lợng đặt không (d=0) ta đợc cấu trúc đơn giản sau : Xét ¶nh hëng cđa nhiƠu lo¹n tíi hƯ thèng thùc chÊt xét quan hệ lợng thay đổi tốc độ ứng với lợng thay đổi phụ tải Trong sơ đồ K1 nghịch đảo quán tính động cơ,K tích số hệ số phản hồi tốc độ , hệ số phản hồi mạch vòng dòng điện khâu tỷ lệ mạch vòng điều chỉnh tốc độ FR Vậy nội dung toán đặt là: Mô tác động nhiễu loạn phụ tải với đáp ứng đầu lợng thay đổi tốc độ , với giả thiết nhiễu loạn phụ tải xảy theo chu kỳ xác định trớc (0.6s) mà thời gian tồn nhiễu loạn phân bố ngẫu nhiên theo hàm phân bố khoảng [0 0.3](s) biên độ nhiễu loạn tuân theo phân bố ngẫu nhiên theo hàm phân bố khoảng [0 1](Nm) Cho Ti=2(ms),Tfw=2(ms),K=400,K1=0.05,Tmẫu=1(ms) II)Phân tích yêu cầu toán tính toán đa phơng trình sai phân Theo phân tích việc mô phải thoả yêu cầu sau : +Thời gian tồn nhiễu loạn ngẫu nhiên +Biên độ nhiễu loạn ngẫu nhiên +Sau xảy nhiễu loạn phụ tải sai lệch tốc độ không tự không(tồn sai lệch tĩnh ) +Khi hết nhiễu loạn sai lệch tốc độ dần không (Nêú mạch vòng tốc độ đợc tổng hợp theo tiêu chuẩn Modul đối xứng sau xảy nhiễu loạn sai lệch tốc độ tự không (không có sai lệch tĩnh )) Để mô toán bớc cần phải tính toán quan hệ toán học hai đại lợng nhiễu loạn với lợng thay đổi tốc độ (đa dới dạng biểu thức ) sau thực số hoá dới dạng phơng trình sai phân Tính toán ta đợc: ΔMω ΔMM C 1 K /p K (1 2Tip)(1 Tf p) K1K KK i p(1 2Tip)(1 Tf p) p(1 2Tip)(1 Tf p) K [1 ( 2Ti T f ) p 2TiT f p ] K K p ( 2Ti T f ) p 2TiT f p Từ biểu thức ta thấy giá trị vô (của thời gian )(ứng với p0) tỷ số khác không ,điều có nghĩa tồn sai lệch tĩnh T1 2Ti T f T2 2TiT f Thùc hiƯn sè ho¸ : Thay p 2( Z 1) T ( Z 1) 2T (Z 1) 4T2 (Z 1) K1 T(Z 1) T (Z 1) ΔMω ΔMM C 2(Z 1) 4T1 (Z 1) 8(Z 1) K1K T T(Z 1) T (Z 1) T (Z 1) K TS 2 [T ( Z 2Z 1) 2T1T ( Z 1) 4T2 ( Z 2Z 1)] T ( Z 1) K1 [(T 2TT1 4T2 ) Z ( 2T 8T2 ) Z T 2TT1 4T2 ] T ( Z 1) 2 C1=T2+2TT1+4T2 C2=2T2-8T2 C3=T2-2TT1+4T2 Ms=1/[T3(Z+1)3][K1KT3(Z3+3Z2+3Z+1)+2T2(Z3+Z2-Z-1)+ +4T1T(Z3-Z2-Z-1)+8T2(Z3-3Z2+3Z-1)] =1/[T3(Z+1)3][(K1KT3+2T2+4T1T+8T2)Z3+(3K1KT3+2T2-4T1T -24T2)Z2+(3K1KT3-2T2-4T1T+24T2)Z+K1KT3-2T2+4T1T-8T2] Ao= K1KT3-2T2+4T1T-8T2 A1=3K1KT3+2T2-4T1T-24T2 A2=3K1KT3-2T2-4T1T+24T2 A3= K1KT3+2T2+4T1T+8T2 K 1T ( Z 1)(C1 Z C Z C ) K 1T (C1 Z C Z C Z C1 Z C Z C ) A3 Z A2 Z A1 Z A0 A3 Z A2 Z A1 Z A0 K 1T [(T 2T1T 4T2 ) Z (3T 2T1T 4T2 ) Z (3T 2T1T 4T2 ) Z (T 2T1T 4T2 )] A3 Z A2 Z A1 Z A0 B0 T 2T1T 4T2 B1 3T 2T1T 4T2 B 3T 2T1T 4T2 B3 3T 2T1T 4T2 K T ( B Z B Z B1 Z B ) TS MS A3 Z A Z A1 Z A0 [i]={Mk1(B3+B2+B1+B0)-A2[i-1]-A1[i-2]A0[i-3]}/A3 III)Ph©n tích biến ngẫu nhiên *)Thời gian tồn nhiễu loạn TNL : Thời gian tồn nhiễu loạn TNL biến ngẫu nhiên tuân theo luật phân bố khoảng [0 0.3] (s) Khoảng phân bố đợc tạo từ phân bố ngẫu nhiên khoảng [0 1] nhân với 0.3 Khi thời gian tồn nhiễu loạn tối đa 0.3 (s) thời gian tồn nhiễu loạn nhỏ 0(s) Do xét nhiễu loạn theo chu kỳ xác định nên thời gian không xảy nhiễu loạn phân bố ngâũ nhiên bằngTod= (0.6- TNL) *)Biên độ nhiễu loạn MC :tuân theo luật phân bố ngẫu nhiên phân bố khoảng [0 1] (lớn không tăng momen tải) Nếu MC lớn lợng sụt tốc ®é cµng lín vµ sai lƯch tÜnh cµng lín NÕu M nhỏ lợng sụt tốc độ nhỏ sai lệch tĩnh nhỏ IV)Phân tích thuật giải Từ phơng trình sai phân đà đợc thành lập ta thực phân tích thuật giải cho toán Việc trớc tiên cần làm phải xác định điều kiện đầu,điều kiện cuối (ngừng ) mô Thời gian mô phải đợc kiểm soát (ví dụ nh đợc đa vào từ bàn phím ) hầu hết bất lợi).Trong chơng trình mô phỏng,để thực việc ta sử dụng điều kiện thoát theo kiểu ngắt vòng lặp Sử dụng hàm phát số ngẫu nhiên phần mềm mô Thuật giải đợc phân tích kỹ chơng trình phần mềm mô V)Xác định điều kiện đầu,điều kiện mô ,điều kiện ngừng mô Điều kiện đầu trình mô đợc coi thời điểm không hệ thống (hệ thống đà chạy ổn định với lợng đặt tốc độ ) Điều kiện mô : khô có nhiễu loạn theo lợng đặt tốc độ hệ thống làm việc Điều kiện ngừng mô : hết thời gian mô (đợc đặt ngời sử dụng) VI)Xây dựng lu đồ Lu đồ chơng trình: VII)Viết chơng trình mô Sau phần mà chơng trình viết Labwindows/CVI: //Noise.h #include ngôn ngữ #ifdef cplusplus extern "C" { #endif /* Panels and Controls: */ #define PANEL #define PANEL_GRAPH #define PANEL_NU #define PANEL_CLEAR /* callback function: CLEAR */ #define PANEL_RUN /* callback function: RUN */ #define PANEL_QUIT /* callback function: QUIT */ #define PANEL_DECORATION #define PANEL_DECORATION_2 #define PANEL_DECORATION_3 #define PANEL_DECORATION_4 10 #define PANEL_DECORATION_5 11 #define PANEL_DECORATION_6 12 #define PANEL_TEXTMSG 13 #define PANEL_DECORATION_7 14 #define PANEL_DECORATION_8 15 #define PANEL_DECORATION_9 16 #define PANEL_DECORATION_10 17 #define PANEL_DECORATION_11 18 #define PANEL_TEXTMSG_2 19 #define PANEL_TEXTMSG_3 20 #define PANEL_DECORATION_12 21 #define PANEL_TEXTMSG_4 22 #define PANEL_DECORATION_14 23 #define PANEL_DECORATION_15 24 #define PANEL_DECORATION_16 25 #define PANEL_DECORATION_17 26 #define PANEL_DECORATION_18 27 #define PANEL_DECORATION_19 28 #define PANEL_TEXTMSG_5 29 #define PANEL_TEXTMSG_6 30 #define PANEL_TEXTMSG_7 #define PANEL_TEXTMSG_8 #define PANEL_TEXTMSG_9 31 32 33 /* Menu Bars, Menus, and Menu Items: */ /* (no menu bars in the resource file) */ /* Callback Prototypes: */ int CVICALLBACK CLEAR(int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2); int CVICALLBACK QUIT(int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2); int CVICALLBACK RUN(int panel, int control, int event, void *callbackData, int eventData1, int eventData2); #ifdef cplusplus } #endif //Noise.c #include #include "Noise.h" int handle,i,j,b=1,z=0,z1=0; double w[10000]; static int y=0; double Mc,r; double Time; float ti=0.002; float tf=0.002; float t=0.001; float a0,a1,a2,a3; float k=400; float k1=0.5; int TINH(double,int,int); int main (int argc, char *argv[]) { handle = LoadPanel (0, "Noise.uir", PANEL); DisplayPanel (handle); RunUserInterface(); return (0); } int TINH(double Delta,int p,int j){ float t1,t2; t1=tf+2*ti; t2=2*tf*ti; a0=k1*k*t*t*t-2*t*t+4*t1*t-8*t2; a1=3*k1*k*t*t*t-2*t*t-4*t1*t+24*t2; a2=3*k1*k*t*t*t+2*t*t-4*t1*t-24*t2; a3=3*k1*k*t*t*t+2*t*t+4*t1*t+8*t2; for(i=j;i(int)(1000*Time)) b=0; } } return 0; } int CVICALLBACK CLEAR(int panel,int contrl,int event,void* callbackData,int eventData1,int eventData2) { if(event==EVENT_COMMIT){ DeleteGraphPlot(handle,PANEL_GRAPH,-1,1); y=0; i=0; j=0; } return 0; } int CVICALLBACK QUIT(int panel,int contrl,int event,void* callbackData,int eventData1,int eventData2) { if(event==EVENT_COMMIT){ b=0; QuitUserInterface(0); } return (0); } VIII)ThiÕt kế giao diện Giao diện đợc thiết kế File Noise.uir //Noise.uir IX)Kết mô Vào thời gian mô 1.5(s) ta có kết : Khi vào thời gian mô 2(s) ta đợc : X)Bình luận kết mô Kết thu đợc thoả mÃn yêu cầu đặt ra, điều chứng tỏ việc giải toán đắn Tuy nhiên toán đà đợc đơn giản hoá từ hệ thống thực sản xuất , việc đặt trớc chu kỳ xảy nhiễu loạn đà phần làm tính khách quan đối tợng cần mô tả.Ngoài hệ thống đợc tổng hợp theo tiêu chuẩn Modul đối xứng không xuất thành phần sai lệch tĩnh (bài toán xây dựng với hệ đợc tổng hợp theo tiêu chuẩn tối u Modul) Với cách bố trí giao diƯn nh trªn , ta cã thĨ tù vào thông số thời gian mô mà không bị giới hạn Khi thực chạy mô với thời gian mô đáp ứng lần chạy không hoàn toàn giống , điều chứng tỏ ta đà mô đợc hệ có tham số có phân bố ngẫu nhiên Để toán có tính thực tiễn ta phải khảo sát tơng đối chín xác luật phân bố ngẫu nhiên biến ngẫu nhiên XI)Tài liệu tham khảo [1] : Mô hình hoá hệ thống mô _PGS.TS Nguyễn Công Hiền [2] : Điều chỉnh tự động truyền động điện PGS.TS Bùi Quốc Khánh 10 PGS.TS Nguyễn Văn Liễn [3]: Labwindows/CVI _National Instruments-2001 ************************************************* 11