Tải bản đầy đủ
Đảm bảo toán học

Đảm bảo toán học

Tải bản đầy đủ

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

Dùng để giải các bài toán đánh giá chất lượng, giải các bài toán tối ưu. Loại mô
hình này được xây dựng trên các dữ liệu đã biết trước như các định mức, các chỉ
tiêu kinh tế, kỹ thuật .v.v. Trong thực tế, rất nhiều thông số không thể xác định
bằng một giá trị cụ thể mà chỉ có thể biết xác suất xuất hiện của nó. Trong
trường hợp này người ta phải xây dựng mô hình xác suất.
-

Mô hình mô phỏng
Ngày nay nhờ có kỹ thuật máy tính phát triển người ta có thể thực hiện một số
lượng lớn các phép tính và lưu trữ nhiều dữ liệu, nhờ vậy người ta có thể thực
hiện phương pháp mô phỏng (Simulation).
Trong mô hình mô phỏng người ta mô phỏng hành động dáng điệu của các yếu
tố, bộ phận của hệ thống cũng như mô tả các quan hệ giữa chúng và giữa hệ
thống với môi trường xung quanh. Thông thường trong hệ có nhiều yếu tố ngẫu
nhiên tác động, vì vậy mô hình nghiên cứu sẽ là mô hình ngẫu nhiên.
Phương pháp mô phỏng sẽ phát huy ưu việt của nó khi mô phỏng các hệ ngẫu
nhiên.
Để làm ví dụ ta hãy nghiên cứu mô hình phục vụ đám đông (server Queueing
System) của hệ ĐK TĐH QTCN.
Như ta đã biết, hệ ĐK TĐH QTCN có các terminal các trung tâm tính toán, các
thiết bị này được coi là điểm phục vụ (servers). Các thông tin đi vào hệ : từ đồng
hồ đo, sensor, hoặc là từ các terminals lên trung tâm tính toán được gọi là khách
hàng (customer) hoặc là các yêu cầu. Thời điểm khách hàng xuất hiện, độ lớn
của khách hàng mang tính ngẫu nhiên. Dòng khách hàng là một dòng ngẫu
nhiên, nếu dòng này là một dòng dừng, không hậu quả và đơn trị thì nó là một
dòng tối giản. Trong trường hợp này khoảng cách giữa các sự kiện – khách hàng
- sẽ tuân theo luật phân bố mũ.
Do các khách hàng (thông tin) mang tính ngẫu nhiên nên thời gian phục vụ
khách hàng (thời gian xử lý thông tin) cũng mang tính ngẫu nhiên. Nếu dòng
khách hàng là tối giản thì dòng phục vụ cũng là tối giản.
26
TĐH Quá Trình Công Nghệ

26

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

Thông thường cường độ dòng khách hàng lớn hơn khả năng phục vụ nên khách
hàng phải sắp hàng (queue). Tuỳ thuộc yêu cầu công nghệ mà có các luật sắp
hàng và phục vụ khác nhau như:
-

Đến trước phục vụ trước(FIFO- First In First Out)

-

Đến sau phục vụ trước (LIFO- Last In First Out)
Như vậy trong trường hợp đơn giản nhất là hệ ĐK TĐH QTCN được mô phỏng
bằng hai hệ con: dòng khách hàng và dòng phục vụ
Phương pháp mô phỏng như sau: mô phỏng hoạt động theo thời gian của hai
dòng khách hàng và phục vụ nói trên, cho hai dòng đó “xếp chồng” lên nhau ta
được mô hình của hệ. Mỗi một thay đổi của khách hàng hoặc của quá trình phục
vụ đều làm hệ thay đổi trạng thái.
Các bài toán có thể được giải bằng mô phỏng là:
Xác định số điểm phục vụ để đảm bảo xử lý hết khách hàng, tức

o

xác định số lượng và dung lượng của các terminal.
Xác định số khách hàng có trong hàng đợi và thời gian chờ đợi, dữ

o

liệu này để xác định số Terminal và bộ nhớ để lưu giữ số liệu.
Xác định số khách hàng phải bỏ đi do thời gian chờ đợi quá một

o

giá trị cho trước, dữ liệu này dùng để xác định tổn thất thông tin trong hệ điều
khiển.
o

Xác định thời gian phục vụ , thời gian chờ đợi sắp hàng trung bình,
dữ liệu này để đánh giá độ nhạy của hệ thống điều khiển.

-

Mô hình trò chơi
Khi trong hệ có nhiều lực lượng tham gia có quyền lợi đối nghịch nhau thì người
ta dùng mô hình trò chơi. Ví dụ giải bài toán tối ưu giữa đầu tư đổi mới công
nghệ để hạ giá thành sản phẩm và tăng lợi nhuận.
c.Thuật toán (Algorithm, thuật giải)
Mô hình toán học tuy rất quan trọng nhưng chỉ mới là cấu trúc hình thức
của việc xử lý thông tin chứ chưa phải là quá trình xử lý theo không gian và thời
gian. Giải quyết vấn đề này là nhiệm vụ của đảm bảo thuật toán, có nghĩa là trên
27
TĐH Quá Trình Công Nghệ

27

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

cơ sở mô hình toán học đã chọn phải xây dựng các thủ tục, các phương pháp giải
để cho kết quả chính xác thời gian tính toán ngắn, ít tốn bộ nhớ .v.v. Thuật toán
là một ngành chuyên sâu và có tác dụng rất lớn trong việc giải các bài toán điều
khiển.
d.Chương trình tính toán
Chương trình tính toán là một tập chương trình dùng để tính trên máy tính.
Chương trình này thể hiện mô hình toán học và thuật toán đã chọn.
Chương trình tính toán phụ thuộc vào ngôn ngữ lập trình và loại máy tính.
Thông thường cần có các cán bộ chuyên sâu về lập trình đảm nhiệm việc này.
Các ngôn ngữ lập trình hiện nay thường gặp là PASCAL, C++. Để giảm nhẹ
việc lập trình ngày nay người ta xây dựng các loại ngôn ngữ chuyên dùng. Ví dụ
như mô phỏng có GPSS (The General Purpose Simulation System),
SIMSCRIPT, SIM++.v.v. Về thực chất các ngôn ngữ loại này là tập hợp của
nhiều chương trình con, người sử dụng chỉ cần khai báo những thông số cần
thiết, còn thuật toán, biểu diễn kết quả dưới dạng bảng số, đồ hoạ .v.v. đều do
các chương trình con đảm nhận.
Tuỳ thuộc đặc điểm công nghệ và yêu cầu của bài toán đặt ra mà người điều
khiển xây dựng những chương trình tính thích hợp.
Tập các chương trình tính toán là phần mềm chính của hệ ĐK TĐH QTCN.
3.Đảm bảo kỹ thuật
a.cấu trúc của đảm bảo kĩ thuật
Đảm bảo kỹ thuật là toàn bộ thiết bị kỹ thuật của hệ ĐK TĐH QTCN, hay
còn gọi là phần cứng của hệ. Như vậy đảm bảo kỹ thuật chiếm vốn đầu tư và
công sức rất lớn trong việc xây dựng và vận hành hệ.
Đảm bảo kỹ thuật bao gồm các thiết bị kỹ thuật dùng để chọn lọc, truyền đạt, xử
lý, cất giữ và phản ánh thông tin trong hệ điều khiển.
-

Các terminals

-

Các hệ thống truyền tin (dữ liệu)

-

Các trung tâm tính toán.
28
TĐH Quá Trình Công Nghệ

28

Lớp Điện 2-k8

Trường Đại Học Công Nghiệp Hà Nội

Khoa Điện

b.terminals
Terminal là thiết bị đầu cuối của hệ ĐK TĐH QTCN, là nơi tiếp xúc giữa hệ
điều khiển và QTCN, Terminal làm nhiệm vụ thu nhận các thông tin về QTCN,
sơ bộ xử lý chúng và truyền lên cấp trên, đồng thời nó cũng thu nhận các thông
tin điều khiển đã được xử lý ở cấp trên để truyền đến các đối tượng được điều
khiển. Con người có thể trao đổi thông tin với Terminal qua các thiết bị vào ra.
Ngày nay nhờ kỹ thuật vi tính phát triển, người ta có thể đặt tại Terminal các
máy vi tính tốc độ xử lý tin nhanh, dung lượng bộ nhớ lớn, do đó ngay tại
terminal cũng có thể giải được nhiều bài toán điều khiển, vì vậy có thể giảm bớt
lượng thông tin phải truyền về trung tâm và có thể thực hiện được nguyên tắc
điều khiển phân tán.
Tuỳ theo công dụng mà Terminal được chế tạo thành nhiều loại khác nhau, ví
dụ:
-

Terminal để thu thập các thông tin về QTCN, thiết bị chính của loại
terminal này là các bộ ghi số liệu

-

Terminal in, thực chất là một máy telec

-

Terminal có màn hình, dùng để đưa thông tin ra trên màn hình để người
vận hành quan sát.

-

Terminal xử lý thông tin từ xa.
Ngày nay do kỹ thuật vi điện tử, vi xử lý phát triển, các thiết bị tính toán và xử
lý tin được chế tạo gọn nhẹ, do đó người ta có xu hướng chế tạo các terminal
vạn năng.
Trong tương lai, khi mạng máy tính phát triển (LAN, INTERNET,…) người ta
có thể thực hiện các “văn phòng kiểu mới”, lúc đó các nhân viên của các cơ
quan, nhà máy sẽ được trang bị các terminal và có thể làm việc ngay tại nhà
mình, điều đó sẽ giải toả sức ép về giao thông đô thị và không cần thiết phải xây
dựng những chỗ làm việc tập trung đồ sộ nữa.
c.Hệ thống dữ liệu
29
TĐH Quá Trình Công Nghệ

29

Lớp Điện 2-k8