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 MÔ HÌNH
LÒ ĐIỆN HỒ QUANG LUYỆN THÉP
SIÊU CAO CÔNG SUẤT LUẬN VĂN THẠC SĨ
THÁI NGUYÊN 10/2008
2
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung luận văn là do bản thân tôi tự sƣu tập,
tổng hợp và tìm hiểu, đề tài này chƣa đƣợc công bố trên bất kỳ tài liệu nào. Tôi
hoàn toàn chịu trách nhiệm về các nội dung trong luận văn.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
3
LỜI CẢM ƠN
Đƣợc sự giúp đỡ của các thầy cô trong Khoa Công nghệ thông tin - Đại
học Thái Nguyên cũng nhƣ của bạn bè, đồng nghiệp, đặc biệt là chỉ bảo tận tình
của Nhà giáo ƣu tú - Tiến sĩ Phạm Việt Bình và sự nỗ lực của bản thân, đến
nay em đã hoàn thành đề tài: “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”.
Trong quá trình làm việc, mặc dù đã cố gắng nỗ lực hết sức nhƣng do kiến
thức và kinh nghiệm vẫn còn hạn chế nên không thể tránh khỏi còn sai sót, em
tha thiết kính mong nhận đƣợc sự chỉ bảo của các thầy cô để đề tài đƣợc hoàn
thiện hơn.
Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo và xin gửi lời cảm ơn sâu sắc
nhất đến Tiến sĩ Phạm Việt Bình đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này.
Thái Nguyên, ngày 15 tháng 10 năm 2008
Học viên thực hiện
5
DANH SÁCH HÌNH VẼ
Hình 1.1 Hệ thống điều chỉnh tự động tốc độ động cơ 14
Hình 1.2 Hệ thống điều khiển quá trình sản xuất 15
Hình 1.3. Sơ đồ phân loại mô hình 22
Hình 1.4. Quá trình nghiên cứu bằng phƣơng pháp mô phỏng 26
Hình 2.1 : Quan hệ giữa tín hiệu vào và ra của máy tính 32
Hình 2.2 : Các dạng của tín hiệu 35
Hình 2.3. Các nhiệm vụ của phƣơng trình mô phỏng 53
Hình 2.4. Sơ đồ Logic của mô hình mô phỏng các sự kiện gián đoạn 54
Hình 2.5. Cách biểu diễn thời gian sự kiện 59
Hình 2.6. Cách biểu diễn thời gian cố định 60
Hình 2.7 Quan hệ giữa các quá trình xây dung mô hình mô phỏng 66
Hình 3.1 Sơ đồ cấu tạo lò điện hồ quang siêu cao công suất 92
Hình 3.2. Bản vẽ nắp lò 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 lò điện hồ quang 105
Hình 3.7 Giao diện chƣơng trình mô phỏng 105
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
6
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 9
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG TRÊN MÁY
TÍNH 12
2.2.4 Phương pháp tạo các biến ngẫu nhiên có phân phối mong
muốn 49
2.3 Mô phỏng các hệ thống sản xuất 52
2.3.1 Khái niệm chung 52
2.3.2 Những lợi ích đem lại của mô phỏng hệ thống sản xuất 52
2.3.3 Phương pháp xây dụng mô hình mô phỏng các sự kiện
gián đoạn 53
2.3.4 Dòng sự kiện đầu vào và thời gian phục vụ 56
2.3.5 Thiết kế và phân tích thực nghiệm mô phỏng 57
2.3.6 Số lần chạy mô phỏng và chiều dài mô phỏng 58
2.3.7 Điều kiện khởi động và ngừng mô phỏng 58
2.3.8 Cách tạo dòng thời gian mô phỏng 59
2.4 Thu thập và phân tích dữ liệu đầu vào 60
2.4.1 Khái niệm chung 60
2.4.2 Các phương pháp thu thập dữ liệu đầu vào 61
2.4.3 Phương pháp tìm phân phối xác suất của dữ liệu
đầu vào 62
2.4.4 Kiểm tra tính phù hợp giữa phân phối xác suất lý thuyết với
các dữ liệu thực tế 63
2.4.5 Mô hình dòng đầu vào 64
2.5 Kiểm chứng và hợp thức hoá mô hình 65
2.5.1 Khái niệm chung 65
2.5.2 Vai trò của kiểm chứng và hợp thức hoá mô hình trong mô
phỏng 66
2.5.3 Phương pháp kiểm chứng mô hình 69
2.5.4 Phương pháp hợp thức hoá mô hình mô phỏng 71
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
8
2.6 Xử lý và phân tích các dữ liệu đầu ra của mô phỏng 74
2.6.1 Khái niệm chung 74
thống. Ngày nay nhờ sự trợ giúp của máy tính có tốc độ tính toán cao và bộ nhớ
lớn mà phƣơng pháp mô hình hoá đƣợc phát triển mạnh mẽ, đƣa lại hiệu quả to
lớn trong việc nghiên cứu khoa học và thực tiễn sản xuất. Mô hình hoá và mô
phỏng đƣợc ứng dụng không những vào lĩnh vực khoa học công nghệ mà còn
ứng dụng có hiệu quả vào nhiều lĩnh vực khác nhƣ quân sự, kinh tế và xã hội
Ngày nay có nhiều công trình nghiên cứu về những vấn đề cơ bản của mô hình
hoá và mô phỏng cũng nhƣ ứng dụng kỹ thuật mô phỏng vào các lĩnh vực khác
nhau. Mô hình hoá và mô phỏng là một công cụ mạnh của cán bộ nghiên cứu,
cán bộ kỹ thuật để giải các bài toán kỹ thuật, quy hoạch, tối ƣu hoá Phƣơng
pháp mô hình hoá và mô phỏng đƣợc dùng phổ biến trong các trƣờng đại học,
các viện nghiên cứu cũng nhƣ các cơ sản sản xuất và đã đƣa lại hiệu quả to lớn.
Trong sự nghiệp công nghiệp hoá - Hiện đại hoá đất nƣớc, chúng ta
không thể thiếu cơ sở vật chất kỹ thuật, vì vậy một trong các ngành mũi nhọn
đƣợc xác định hiện nay là ngành công nghệ vật liệu nói chung và ngành luyện
kim đen nói riêng bởi từ trƣớc tới nay sự phát triển của ngành thép nói lên sự
phát triển cơ sở hạ tầng của một quốc gia. Ngoài sự ƣu tiên đầu tƣ về vật chất và
trang thiết bị sử dụng những công nghệ mới, ứng dụng triệt để các tiến bộ khoa
học kỹ thuật thì một yếu tố cực kỳ quan trọng, đó chính là phải đào tạo ra đội
ngũ những ngƣời lao động có kiến thức, có tay nghề. Thực tế, việc dạy và học
nghề luyện kim ở tất cả các bậc học rất khó khăn về trực quan thiết bị trong môi
trƣờng sản xuất thật do chi phí cao và nguy hiểm. Do đó yêu cầu cấp thiết cần
phải tìm hiểu lý thuyết mô hình hoá và mô phỏng hệ thống, sử dụng các công cụ
hỗ trợ để thiết kế mô hình mô phỏng ứng dụng đƣợc trong thực tế. Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
10
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu về lý thuyết mô hình hoá và mô phỏng hệ thống trên máy tính:
Vai trò của mô hình hoá hệ thống
phần đều đƣa ra những khái niệm cơ bản và quy định cho phần trình bày tiếp
sau nhằm mục đích giúp dễ dàng trong khi đọc, dần dần đi sâu vào tìm hiểu rõ
hơn những vấn đề liên quan.
Cấu trúc của luận văn nhƣ sau:
Mở đầu
Chƣơng 1. Tổng quan về mô phỏng hệ thống trên máy tính
Chƣơng 2. Một số phƣơng pháp mô phỏng
Chƣơng 3. Ứng dụng
Kết luận
Tài liệu tham khảo
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
12
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ MÔ PHỎNG HỆ THỐNG
TRÊN MÁY TÍNH
Ngày nay khó có thể tìm thấy lĩnh vực hoạt động nào của con ngƣời mà
không sử dụng phƣơng pháp mô hình hoá và mô phỏng ở những mức độ khác
nhau. Điều này đặc biệt quan trọng đối với lĩnh vực điều khiển các hệ thống kỹ
thuật và xã hội, bởi vì điều khiển chính là quá trình thu nhận thông tin từ hệ
thống, nhận dạng hệ thống theo một mô hình nào đó và đƣa ra quyết định thích
hợp để điều khiển hệ thống. Quá trình này đƣợc tiếp diễn liên tục nhằm đƣa hệ
thống vận động theo một mục tiêu định trƣớc .
Quá trình phát triển khoa học kỹ thuật đi theo các bƣớc cơ bản sau đây:
quan sát - thu thập dữ liệu - nghiên cứu lý thuyết - thực nghiệm - tổ chức sản
xuất. Mô hình hoá là một phƣơng pháp khoa học trợ giúp cho các bƣớc nói trên.
Nhờ có máy tính điện tử mà phƣơng pháp mô hình hoá và mô phỏng phát
triển nhanh chóng và đƣợc ứng dụng vào nhiều lĩnh vực khoa học kỹ thuật cũng
thay thế của đối tƣợng gốc (đối tƣợng thực tế) dùng để nghiên cứu về đối tƣợng
gốc .
* Mô hình hoá (Modeling) là thay thế đối tƣợng gốc bằng một mô hình
để nhằm thu nhận các thông tin về đối tƣợng bằng cách tiến hành các thực
nghiệm, tính toán trên mô hình. Lý thuyết xây dựng mô hình và nghiên cứu mô
hình để hiểu biết về đối tƣợng gốc gọi là lý thuyết mô hình hoá .
Mô hình hoá là một phƣơng pháp khoa học để nghiên cứu đối tƣợng. Nếu
nhƣ các quá trình xảy ra trong mô hình đồng nhất – theo các chỉ tiêu định trƣớc –
với các quá trình xảy ra trong đối tƣợng gốc thì ngƣời ta nói rằng mô hình đồng
nhất với đối tƣợng. Lúc này ngƣời ta có thể tiến hành các thực nghiệm trên mô
hình để thu nhận các thông tin về đối tƣợng .
* Mô phỏng (Simulation, Imitation) là phƣơng pháp mô hình hoá dựa
trên việc xây dựng mô hình số và dùng phƣơng pháp số để tìm các lời giải.
Chính vì vậy, máy tính số là công cụ duy nhất và hữu hiệu để thực hiện việc mô
phỏng hệ thống .
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
14
Lý thuyết cũng nhƣ thực nghiệm đã chứng minh rằng chúng ta chỉ có thể
xây dựng đƣợc các mô hình gần đúng với đối tƣợng mà thôi, vì trong quá trình
mô hình hoá bao giờ cũng phải chấp nhận một số giả thiết nhằm giảm bớt độ
phức tạp của mô hình, để mô hình có thể ứng dụng thuận tiện trong thực tế. Mặc
dầu vậy mô hình hoá luôn luôn là một phƣơng pháp hữu hiệu để con ngƣời
nghiên cứu đối tƣợng, nhận biết các quá trình, các quy luật tự nhiên. Đặc biệt
ngày nay nhờ có sự trợ giúp đắc lực của kỹ thuật máy tính, kỹ thuật tin học,
ngƣời ta đã phát triển các phƣơng pháp mô hình hoá cho phép xây dựng các mô
hình ngày càng gần với đối tƣợng nghiên cứu, đồng thời việc thu nhận lựa chọn
xử lý các thông tin về mô hình rất thuận tiện, nhanh chóng và chính xác.
Chính vì vậy, mô hình hoá là một phƣơng pháp nghiên cứu khoa học cần
nghiên cứu và ứng dụng vào thực tiễn.
1.1.2 Hệ thống và mô hình hệ thống
Có hai con đƣờng để nghiên cứu hệ thống: nghiên cứu trên hệ thực và
nghiên cứu trên mô hình thay thế của nó. Rõ ràng rằng nghiên cứu trên hệ thực
cho ta kết quả trung thực và khách quan. Tuy nhiên trong nhiều trƣờng hợp tiến
hành nghiên cứu trên hệ thực gặp nhiều khó khăn nhƣ sẽ đƣợc trình bày dƣới
đây, do đó phƣơng pháp tốt nhất và thuận tiện nhất là nghiên cứu trên mô hình
của nó. Chính vì vậy phƣơng pháp mô hình hoá rất đƣợc chú ý nghiên cứu và
phát triển và phƣơng pháp này đóng vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát
triển khoa học và kỹ thuật.
1.1.3 Vai trò của phương pháp mô hình hoá hệ thống
Trƣớc đây phƣơng pháp giải tích đƣợc dùng để mô hình hoá hệ thống.
Tuy máy tính đã giúp cho việc tính toán đƣợc thuận lợi nhƣ tăng khối lƣợng
tính toán, giảm thời gian tính… nhƣng bản thân phƣơng pháp giải tích gặp
nhiều khó khăn khi mô tả hệ thống nhƣ thƣờng phải chấp nhận nhiều giả thiết
Trung tâm điều khiển
Đơn đặt hàng
Cung ứng
vật tƣ
Gia công
chế biến
Lắp ráp sản
phẩm
Phân phối
sản phẩm
Nguyên
vật liệu
Năng
lượng
Sản phẩm
Hình 1.2 Hệ thống điều khiển quá trình sản xuất.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
đây:
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
17
1. Khi nghiên cứu trên hệ thống thực gặp khó khăn do nhiều nguyên
nhân gây ra như:
* Giá thành nghiên cứu trên hệ thống thực quá đắt.
Ví dụ: Nghiên cứu kết cấu tối ƣu, độ bền, khả năng chống dao động của
ô tô, tàu thuỷ, máy bay ngƣời ta phải tác động các lực đủ lớn đến mức phá huỷ
các đối tƣợng nghiên cứu nói trên để từ đó đánh giá các chỉ tiêu kỹ thuật đã đề
ra. Nhƣ vậy giá thành nghiên cứu sẽ rất đắt. Bằng cách mô hình hoá trên máy
tính chúng ta có thể thu đƣợc nhiều phƣơng án khác nhau để từ đó lựa chọn
phƣơng án tối ƣu của các thiết bị nói trên.
* Nghiên cứu trên hệ thống thực đòi hỏi thời gian quá dài.
Ví dụ: Nghiên cứu đánh giá độ tin cậy, đánh giá tuổi thọ trung bình của
hệ thống kỹ thuật (thông thƣờng tuổi thọ trung bình của hệ thống kỹ thuật
khoảng 30 – 40 năm) hoặc nghiên cứu quá trình phát triển dân số trong quãng
thời gian 20 – 50 năm… Nếu chờ đợi quãng thời gian nhƣ vậy mới có kết quả
nghiên cứu thì không còn tính thời sự nữa. Bằng cách mô phỏng hệ thống và
cho hệ thống “vận hành” tƣơng đƣơng với quãng thời gian nghiên cứu. Bằng
cách thay đổi các dữ liệu ban đầu và điều kiện vận hành ngƣời ta có thể đƣa ra
các kịch bản khác nhau để đánh giá, so sánh và lựa chọn các chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật của hệ thống.
* Nghiên cứu trên hệ thống thực ảnh hƣởng đến sản xuất hoặc gây nguy
hiểm cho ngƣời và thiết bị.
Ví dụ: Nghiên cứu quá trình vận hành lò luyện kim, quá trình cháy trong
lò hơi của nhà máy nhiệt điện, trong lò luyện clanke của nhà máy xi măng…
ngƣời ta phải thay đổi chế độ làm việc và hoạt động của thiết bị. Việc làm các
thí nghiệm nhƣ vậy sẽ cản trở sản xuất bình thƣờng, trong nhiều trƣờng hợp có
thể xảy ra nguy hiểm cho ngƣời và thiết bị. Bằng cách mô phỏng hệ thống,
ngƣời ta có thể cho hệ thống vận hành với các bộ thông số, các chế độ vận hành
nhiên. Ứng dụng kỹ thuật đồ hoạ 3 chiều, kỹ thuật tạo hình ảnh động để xây
dựng những chƣơng trình mô phỏng sinh động, trực quan rất thuận tiện cho
việc nghiên cứu và hiển thị các kết quả mô phỏng.
+ Mô phỏng các hệ thống sản xuất nhƣ quy hoạch nguồn nhân lực sản
xuất, lập kế hoạch sản xuất, quản lý kho .v.v.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
19
+ Mô phỏng các hệ thống dịch vụ nhƣ trạm sửa chữa ô tô, phòng khám
bệnh, nhà hàng, siêu thị .v.v.
+ Mô phỏng các hệ thống trò chơi đƣợc ứng dụng trong giải trí, quân sự,
kinh doanh .v.v.
+ Mô phỏng các hệ thống đào tạo nhƣ phòng thí nghiệm ảo, lớp học điện
tử, phòng đào tạo lái xe ô tô, máy bay, tàu thuỷ, huấn luyện vận hành các hệ
thống kỹ thuật phức tạp .v.v.
Nhìn chung mô hình hoá và mô phỏng ngày càng phát triển không những
lĩnh vực khoa học kỹ thuật mà còn đƣợc ứng dụng thành công trong nhiều lĩnh
vực khác nhau nhƣ kinh tế, xã hội, quân sự, y tế, giáo dục, kinh doanh, giải
trí.v.v.
1.2 Khái niệm cơ bản về mô hình hoá hệ thống
1.2.1 Khái niệm chung
Ngày nay phƣơng pháp tiếp cận hệ thống dùng để phân tích và tổng hợp
các hệ thống lớn. Khác với phƣơng pháp truyền thống trƣớc đây đi từ phần tử
đến hệ thống, phƣơng pháp tiếp cận hệ thống đi từ phân tích chung toàn hệ
thống đến cấu tạo từng phân tử, đi từ xác định mục tiêu hệ thống đến chức năng
nhiệm vụ từng phần tử cụ thể, xác định mối tuơng quan giữa các phần tử trong
hệ thống, giữa hệ thống đang xét với các hệ thống khác và với môi trƣờng xung
quanh. Ngƣời ta định nghĩa hệ thống S là tập hợp các phần tử có quan hệ với
nhau, đó chính là đối tƣợng cần nghiên cứu. Môi trƣờng xung quanh E là tập
hợp các thực thể ngoài hệ thống, có tác động qua lại với hệ thống. Tuỳ thuộc
vào mục đích nghiên cứu mà ngƣời ta xác định hệ thống S và môi trƣờng E
Cùng với sự phát triển của các phƣơng pháp lý thuyết, các phƣơng pháp
thực nghiệm để nghiên cứu, phân tích và tổng hợp hệ thống ngày càng đƣợc
hoàn thiện. Đối với một hệ thống thực có hai phƣơng pháp cơ bản để nghiên
cứu thực nghiệm, nghiên cứu trên hệ thực và nghiên cứu trên mô hình của nó.
Nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thực cho ta các số liệu khách quan, trung thực.
Ở đây phải giải quyết vấn đề lấy mẫu thống kê, ƣớc lƣợng tham số, phân tích và
xử lý dữ liệu .v.v. Tuy nhiên việc nghiên cứu thực nghiệm trên hệ thực trong
nhiều trƣờng hợp gặp khó khăn nhƣ đã đƣợc trình bày, trong trƣờng hợp này
nghiên cứu thực nghiệm trên các mô hình là phƣơng pháp có nhiều triển vọng.
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
21
Nhìn chung các đối tƣợng thực có cấu trúc phức tạp và thuộc loại hệ
thống lớn vì vậy mô hình của chúng cũng đƣợc liệt kê vào các hệ thống lớn và
có những đặc điểm cơ bản:
a. Tính mục tiêu: Tuỳ theo yêu cầu nghiên cứu có thể mô hình chỉ có một
mục tiêu là để nghiên cứu một nhiệm vụ cụ thể nào đó, hoặc mô hình đa mục tiêu
nhằm khảo sát một số chức năng, đặc tính của đối tƣợng thực tế.
b. Độ phức tạp: Độ phức tạp thể hiện ở cấu trúc phân cấp của mô hình,
các mối quan hệ qua lại giữa các hệ con với nhau và giữa hệ thống S với môi
trƣờng E.
c. Hành vi của mô hình: Hành vi của mô hình là con đƣờng để mô hình
đạt đƣợc mục tiêu đề ra. Tuỳ thuộc có yếu tố ngẫu nhiên tác động vào hệ thống
hay không mà ta có mô hình tiền định hoặc ngẫu nhiên. Theo hành vi của hệ
thống có thể phân ra mô hình liên tục hoặc gián đoạn. Nghiên cứu hành vi của
mô hình ngƣời ta biết đƣợc xu hƣớng vận động của đối tƣợng thực.
d. Tính thích nghi: Tính thích nghi là đặc tính của hệ thống có tổ chức
cấp cao, hệ thống có thể thích nghi với sự thay đổi của các tác động vào hệ
thống. Tính thích nghi của mô hình thể hiện ở khả năng giữ ổn định của mô
hình khi các tác động đó thay đổi.
e. Tính điều khiển được: Ngày nay nhiều phƣơng pháp tự động hoá đã
tự.
Mô hình vật lý thu nhỏ có cấu tạo giống nhƣ đối tƣợng thực nhƣng có
kích thƣớc nhỏ hơn cho phù hợp với điều kiện của phòng thí nghiệm. Ví dụ
ngƣời ta chế tạo lò hơi của nhà máy nhiệt điện có kích thƣớc nhỏ đặt trong
phòng thí nghiệm để nghiên cứu quá trình cháy trong lò hơi, hoặc xây dựng mô
Mô hình hệ thống
Mô hình vật lý
Mô hình toán học
Mô hình thu nhỏ
Mô hình tƣơng tự
Mô hình giải tích
Mô hình số
Mô hình mô phỏng
Hình 1.3. Sơ đồ phân loại mô hình
Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – Đại học Thái Nguyên
23
hình đập thuỷ điện có kích thƣớc nhỏ trong phòng thí nghiệm để nghiên cứu các
chế độ thuỷ văn của đập thuỷ điện. Ƣu điểm của loại mô hình này là các quá
trình vật lý xảy ra trong mô hình giống trong đối tƣợng thực, có thể đo lƣờng
quan sát các đại lƣợng vật lý một cách trực quan với độ chính xác cao. Nhƣợc
điểm của loại mô hình vật lý thu nhỏ là giá thành đắt, vì vậy chỉ đƣợc dùng khi
thật cần thiết.
Mô hình vật lý tương tự đƣợc cấu tạo bằng các phần tử vật lý không
giống với đối tƣợng thực nhƣng các quá trình xảy ra trong mô hình tƣơng
đƣơng với quá trình xảy ra trong đối tƣợng thực. Ví dụ có thể nghiên cứu quá
trình dao động điều hoà của con lắc đơn bằng mô hình tƣơng tự là mạch dao
động R-L-C vì dòng điện dao động điều hoà trong mạch R-L-C hoàn toàn tƣơng
tự quá trình dao động điều hoà của con lắc đơn, hoặc ngƣời ta có thể nghiên cứu
đƣờng dây tải điện (có thông số phân bố rộng rãi) bằng mô hình tƣơng tự là
mạch bốn cực R-L-C (có thông số tập trung). Ƣu điểm của loại mô hình này là
một số nguyên tắc chính.
a) Nguyên tắc xây dựng sơ đồ khối
Nhìn chung hệ thống thực là một hệ thống phức tạp, vì vậy ngƣời ta tìm
cách phân chúng ra làm nhiều hệ con, mỗi hệ con đảm nhiệm một số chức năng
của hệ lớn. Nhƣ vậy mỗi hệ con đƣợc biểu diễn bằng một khối, tín hiệu ra của
khối trƣớc chính là tín hiệu vào của khối sau.
b) Nguyên tắc thích hợp
Có thể bớt bỏ một số chi tiết không quan trọng để mô hình bớt phức tạp
và việc giải các bài toán trên mô hình dễ dàng hơn.
c) Nguyên tắc về độ chính xác
Yêu cầu về độ chính xác phụ thuộc vào mục đích nghiên cứu. Ở giai
đoạn thiết kế tổng thể độ chính xác không cao, nhƣng khi nghiên cứu thiết kế
những bộ phận cụ thể thì độ chính xác của mô hình phải đạt đƣợc yêu cầu cần
thiết.
d) Nguyên tắc tổ hợp
Tuỳ theo mục đích nghiên cứu mà ngƣời ta có thể phân chia hoặc tổ hợp
các bộ phận của mô hình lại với nhau. Ví dụ mô hình hoá một phân xƣởng để
Copyright: Tài liệu đại học ©