Giáo trình mô hình hóa - Chương 2

Chia sẻ: Nguyen Nhi | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Thêm vào BST

Báo xấu

215
lượt xem 71
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Phương pháp mô phỏng 2.1 - Khái niệm chung về phương pháp mô phỏng Khi có một mô hình toán học của hệ thống thực người ta có thể tìm các thông tin về hệ thống bằng nhiều cách. Trong trường hợp mô hình tương đối đơn giản, người ta có thể dùng phương pháp giải tích, ngược lại người ta thường dùng phương pháp số. Phương pháp giải tích cho ta lời giải tổng quát còn phương pháp số cho ta lời giải của từng bước tính với những điều kiện xác định, muốn lời giải đạt độ chính xác cao,...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình mô hình hóa - Chương 2

14 Gi¸o tr×nh M« h×nh ho¸ Ch−¬ng 2 – Ph−¬ng ph¸p m« pháng 2.1- Kh¸i niÖm chung vÒ ph−¬ng ph¸p m« pháng Khi cã mét m« h×nh to¸n häc cña hÖ thèng thùc ng−êi ta cã thÓ t×m c¸c th«ng tin vÒ hÖ thèng b»ng nhiÒu c¸ch. Trong tr−êng hîp m« h×nh t−¬ng ®èi ®¬n gi¶n, ng−êi ta cã thÓ dïng ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch, ng−îc l¹i ng−êi ta th−êng dïng ph−¬ng ph¸p sè. Ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch cho ta lêi gi¶i tæng qu¸t cßn ph−¬ng ph¸p sè cho ta lêi gi¶i cña tõng b−íc tÝnh víi nh÷ng ®iÒu kiÖn x¸c ®Þnh, muèn lêi gi¶i ®¹t ®é chÝnh x¸c cao, sè b−íc tÝnh ph¶i ®−îc t¨ng lªn ®ñ lín. §èi víi c¸c hÖ thèng lín, cã cÊu tróc phøc t¹p, cã quan hÖ t¸c ®éng qua l¹i gi÷a c¸c hÖ con víi trung t©m ®iÒu khiÓn, gi÷a hÖ thèng víi m«i tr−êng xung quanh, cã c¸c yÕu tè ngÉu nhiªn t¸c ®éng,... th× ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch tá ra bÊt lùc. Trong tr−êng hîp nµy ng−êi ta ph¶i dïng ph−¬ng ph¸p m« pháng. B¶n chÊt cña ph−¬ng ph¸p m« pháng lµ x©y dùng mét m« h×nh sè (numerical model) tøc lµ m« h×nh ®−îc thÓ hiÖn b»ng c¸c ch−¬ng tr×nh m¸y tÝnh. Ng−êi ta m« h×nh ho¸ b¶n th©n hÖ thèng S víi c¸c mèi quan hÖ néi t¹i ®ång thêi m« h×nh ho¸ c¶ m«i tr−êng E xung quanh, n¬i hÖ thèng S lµm viÖc, víi c¸c quan hÖ t¸c ®éng qua l¹i gi÷a S vµ E. Khi cã m« h×nh sè ng−êi ta tiÕn hµnh c¸c “thùc nghiÖm” trªn m« h×nh. C¸c “thùc nghiÖm” ®ã ®−îc lÆp ®i lÆp l¹i nhiÒu lÇn vµ kÕt qu¶ ®−îc ®¸nh gi¸ theo x¸c suÊt. KÕt qu¶ cµng chÝnh x¸c nÕu sè lÇn “thùc nghiÖm” cµng lín. Nh− vËy, ph−¬ng ph¸p m« pháng ®ßi hái khèi l−îng tÝnh to¸n rÊt lín, ®iÒu nµy chØ cã thÓ gi¶i quyÕt ®−îc khi øng dông c¸c m¸y tÝnh tèc ®é cao. Nhê cã sù ph¸t triÓn cña m¸y tÝnh mµ ph−¬ng ph¸p m« pháng ngµy cµng ®−îc hoµn thiÖn. 2.2- B¶n chÊt cña ph−¬ng ph¸p m« pháng Ph−¬ng ph¸p m« pháng cã thÓ ®Þnh nghÜa nh− sau: “M« pháng lµ qu¸ tr×nh x©y dùng m« h×nh to¸n häc cña hÖ thèng thùc vµ sau ®ã tiÕn hµnh tÝnh to¸n thùc nghiÖm trªn m« h×nh ®Ó m« t¶, gi¶i thÝch vµ dù ®o¸n hµnh vi cña hÖ thèng thùc”. Theo ®Þnh nghÜa nµy, cã ba ®iÓm c¬ b¶n mµ m« pháng ph¶i ®¹t ®−îc. Thø nhÊt lµ ph¶i cã m« h×nh to¸n häc tèt tøc lµ m« h×nh cã tÝnh ®ång nhÊt cao víi hÖ thùc ®ång thêi m« h×nh ®−îc m« t¶ râ rµng thuËn tiÖn cho ng−êi sö dông. Thø hai lµ m« h×nh cÇn ph¶i cã kh¶ n¨ng lµm thùc nghiÖm trªn m« h×nh tøc lµ cã kh¶ n¨ng thùc hiÖn c¸c ch−¬ng tr×nh m¸y tÝnh ®Ó x¸c ®Þnh c¸c th«ng tin vÒ hÖ thùc. Cuèi cïng lµ kh¶ n¨ng dù ®o¸n hµnh vi cña hÖ thùc tøc lµ cã thÓ m« t¶ sù ph¸t triÓn cña hÖ thùc theo thêi gian. Ph−¬ng ph¸p m« pháng ®−îc ®Ò xuÊt vµo nh÷ng n¨m 80 cña thÕ kû 20, tõ ®ã ®Õn nay ph−¬ng ph¸p m« pháng ®· ®−îc nghiªn cøu, hoµn thiÖn, vµ øng dông thµnh c«ng vµo nhiÒu lÜnh vùc kh¸c nhau nh− lÜnh vùc khoa häc kü thuËt, khoa häc x· héi, kinh tÕ, y tÕ,... Sau ®©y tr×nh bµy mét sè lÜnh vùc mµ ph−¬ng ph¸p m« pháng ®· ®−îc øng dông vµ ph¸t huy ®−îc −u thÕ cña m×nh. - Ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng s¶n xuÊt, lËp kÕ ho¹ch s¶n xuÊt. - §¸nh gi¸ phÇn cøng, phÇn mÒm cña hÖ thèng m¸y tÝnh. - Qu¶n lý vµ x¸c dÞnh chÝnh s¸ch dù tr÷ mua s¾m vËt t− cña hÖ thèng kho vËt t−, nguyªn liÖu. Bé m«n Tù ®éng ho¸ http://www.ebook.edu.vn Khoa §iÖn
15 Gi¸o tr×nh M« h×nh ho¸ - Ph©n tÝch vµ ®¸nh gi¸ hÖ thèng phßng thñ qu©n sù, x¸c ®Þnh chiÕn l−îc phßng thñ, tÊn c«ng. - Ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ hÖ thèng th«ng tin liªn l¹c, ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng lµm viÖc cña m¹ng th«ng tin. - Ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ c¸c hÖ thèng giao th«ng nh− ®−êng s¾t, ®−êng bé, hµng kh«ng, c¶ng biÓn. - §¸nh gi¸, ph©n tÝch vµ thiÕt kÕ c¸c c¬ së dÞch vô nh− bÖnh viÖn, b−u ®iÖn, nhµ hµng, siªu thÞ. - Ph©n tÝch hÖ thèng kinh tÕ, tµi chÝnh. Ph−¬ng ph¸p m« pháng ®−îc øng dông vµo c¸c giai ®o¹n kh¸c nhau cña viÖc nghiªn cøu, thiÕt kÕ vµ vËn hµnh c¸c hÖ thèng nh− sau: + Ph−¬ng ph¸p m« pháng ®−îc øng dông vµo giai ®o¹n nghiªn cøu, kh¶o s¸t hÖ thèng tr−íc khi tiÕn hµnh thiÕt kÕ nh»m x¸c ®Þnh ®é nh¹y cña hÖ thèng ®èi víi sù thay ®æi cÊu tróc vµ tham sè cña hÖ thèng. + Ph−¬ng ph¸p m« pháng ®−îc øng dông vµo giai ®o¹n thiÕt kÕ hÖ thèng ®Ó ph©n tÝch vµ tæng hîp c¸c ph−¬ng ¸n thiÕt kÕ hÖ thèng, lùa chän cÊu tróc hÖ thèng tho¶ m·n c¸c chØ tiªu cho tr−íc. + Ph−¬ng ph¸p m« pháng ®−îc øng dông vµo giai ®o¹n vËn hµnh hÖ thèng ®Ó ®¸nh gi¸ kh¶ n¨ng ho¹t ®éng, gi¶i bµi to¸n vËn hµnh tèi −u, chÈn ®o¸n c¸c tr¹ng th¸i ®Æc biÖt cña hÖ thèng. H×nh 2.1 tr×nh bµy qu¸ tr×nh nghiªn cøu HÖ thèng M« h×nh M« h×nh ho¸ b»ng ph−¬ng ph¸p m« pháng vµ quan hÖ gi÷a thùc m« pháng hÖ thèng thùc víi kÕt qu¶ m« pháng. Thö nghiÖm Nh×n vµo h×nh 2.1 ta thÊy r»ng ®Ó nghiªn HiÖu chØnh cøu hÖ thèng thùc ta ph¶i tiÕn hµnh m« h×nh ho¸ tøc lµ x©y dùng m« h×nh m« pháng. Khi cã m« h×nh m« pháng sÏ tiÕn hµnh lµm c¸c thùc nghiÖm trªn m« h×nh ®Ó thu ®−îc c¸c kÕt qu¶ KÕt luËn vÒ KÕt qu¶ Xö lý KQ m« pháng. Th«ng th−êng kÕt qu¶ m« pháng cã hÖ thùc m« pháng tÝnh trõu t−îng cña to¸n häc nªn ph¶i th«ng qua xö lý míi thu ®−îc c¸c th«ng tin kÕt luËn vÒ hÖ H×nh 2.1- Qu¸ tr×nh ngiªn cøu b»ng ph−¬ng thèng thùc. Sau ®ã dïng c¸c th«ng tin vµ kÕt ph¸p m« pháng luËn trªn ®Ó hiÖu chØnh hÖ thùc theo môc ®Ých nghiªn cøu ®· ®Ò ra. 2.3- C¸c b−íc nghiªn cøu m« pháng Khi tiÕn hµnh nghiªn cøu m« pháng th«ng th−êng ph¶i thùc hiÖn qua 10 b−íc nh− ®−îc biÓu diÔn bëi l−u ®å nh− h×nh 2.2. B−íc 1: X©y dùng môc tiªu m« pháng vµ kÕ ho¹ch nghiªn cøu. §iÒu quan träng tr−íc tiªn lµ ph¶i x¸c ®Þnh râ môc tiªu nghiªn cøu m« pháng. Môc tiªu ®ã ®−îc thÓ hiÖn b»ng c¸c chØ tiªu ®¸nh gi¸, b»ng hÖ thèng c¸c c©u hái cÇn ®−îc tr¶ lêi. B−íc 2: Thu thËp d÷ liÖu vµ x¸c ®Þnh m« h×nh nguyªn lý. Bé m«n Tù ®éng ho¸ http://www.ebook.edu.vn Khoa §iÖn
16 Gi¸o tr×nh M« h×nh ho¸ Tuú theo môc tiªu m« pháng mµ ng−êi ta thu thËp 1. Môc tiªu m« pháng c¸c th«ng tin, c¸c d÷ liÖu t−¬ng øng cña hÖ thèng S vµ m«i tr−êng E. Trªn c¬ së ®ã x©y dùng m« h×nh nguyªn lý Mnl, m« h×nh nguyªn lý ph¶n ¸nh b¶n chÊt cña hÖ 2. Thu thËp d÷ liÖu X¸c ®Þnh MH nguyªn lý thèng S. B−íc 3: Hîp thùc ho¸ m« h×nh nguyªn lý Mnl. Hîp thøc ho¸ m« h×nh nguyªn lý lµ kiÓm tra tÝnh 0 3. Hîp thøc ®óng ®¾n, hîp lý cña m« h×nh. M« h×nh nguyªn lý ph¶i MH nguyªn lý ph¶n ¸nh ®óng b¶n chÊt cña hÖ thèng S vµ m«i tr−êng E 1 nh−ng ®ång thêi còng ph¶i tiÖn dông, kh«ng qu¸ phøc 4. M« h×nh m« pháng t¹p, cång kÒnh. NÕu m« h×nh nguyªn lý Mnl kh«ng ®¹t ph¶i thu thËp thªm th«ng tin, d÷ liÖu ®Ó tiÕn hµnh x©y 5. Ch¹y thö dùng l¹i m« h×nh. B−íc 4: X©y dùng m« h×nh m« pháng Mmp trªn m¸y tÝnh. 0 6. KiÓm chøng M« h×nh m« pháng Mmp lµ nh÷ng ch−¬ng tr×nh MH m« pháng ch¹y trªn m¸y tÝnh. C¸c ch−¬ng tr×nh nµy ®−îc viÕt 1 b»ng c¸c ng«n ng÷ th«ng dông nh− FORTRAN, 7. LËp kÕ ho¹ch thö PASCAL, C++, hoÆc c¸c ng«n ng÷ chuyªn dông ®Ó m« nghiÖm pháng nh− GPSS, SIMSCRIPT, SIMPLE++,... B−íc 5: Ch¹y thö. 8. Thö nghiÖm m« Sau khi cµi ®Æt ch−¬ng tr×nh, ng−êi ta tiÕn hµnh pháng ch¹y thö xem m« h×nh m« pháng cã ph¶n ¸nh ®óng c¸c ®Æc tÝnh cña hÖ thèng S vµ m«i tr−êng E hay kh«ng. ë 9. Xö lý kÕt qu¶ m« giai ®o¹n nµy còng tiÕn hµnh söa ch÷a c¸c lçi vÒ lËp pháng tr×nh. B−íc 6: KiÓm chøng m« h×nh. 10. Sö dông vµ l−u tr÷ kÕt qu¶ m« pháng Sau khi ch¹y thö ng−êi ta cã thÓ kiÓm chøng vµ ®¸nh gi¸ m« h×nh m« pháng cã ®¹t yªu cÇu hay kh«ng, H×nh 2.2- C¸c b−íc nghiªn cøu nÕu kh«ng ph¶i quay l¹i tõ b−íc 2. m« pháng B−íc 7: LËp kÕ ho¹ch thö nghiÖm. ë b−íc nµy ng−êi ta ph¶i x¸c ®Þnh sè lÇn thö nghiÖm, thêi gian m« pháng cña tõng bé phËn hoÆc toµn bé m« h×nh. C¨n cø vµo kÕt qu¶ m« pháng (ë b−íc 9), ng−êi ta tiÕn hµnh hiÖu chØnh kÕ ho¹ch thö nghiÖm ®Ó ®¹t ®−îc kÕt qu¶ víi ®é chÝnh x¸c theo yªu cÇu. B−íc 8: Thö nghiÖm m« pháng. Cho ch−¬ng tr×nh ch¹y thö nghiÖm theo kÕ ho¹ch ®· ®−îc lËp ë b−íc 7. §©y lµ b−íc thùc hiÖn viÖc m« pháng, c¸c kÕt qu¶ lÊy ra tõ b−íc nµy. B−íc 9: Xö lý kÕt qu¶. Thö nghiÖm m« pháng th−êng cho nhiÒu d÷ liÖu cã tÝnh thèng kª x¸c suÊt. V× vËy, ®Ó cã kÕt qu¶ cuèi cïng víi ®é chÝnh x¸c theo yªu cÇu, cÇn ph¶i thùc hiÖn viÖc xö lý c¸c kÕt qu¶ trung gian. B−íc xö lý kÕt qu¶ ®ãng vai trß quan träng trong qu¸ tr×nh m« pháng. B−íc 10: Sö dông vµ l−u tr÷ kÕt qu¶. Bé m«n Tù ®éng ho¸ http://www.ebook.edu.vn Khoa §iÖn
17 Gi¸o tr×nh M« h×nh ho¸ Sö dông kÕt qu¶ m« pháng vµo môc ®Ých ®· ®Þnh vµ l−u gi÷ d−íi d¹ng c¸c tµi liÖu ®Ó cã thÓ sö dông nhiÒu lÇn. 2.4- ¦u nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p m« pháng Nh− ®· tr×nh bµy ë trªn, ph−¬ng ph¸p m« pháng ngµy cµng ®−îc øng dông réng r·i ®Ó nghiªn cøu, ph©n tÝch vµ tæng hîp c¸c hÖ phøc t¹p. Ph−¬ng ph¸p m« pháng cã c¸c −u ®iÓm sau ®©y: - Cã kh¶ n¨ng nghiªn cøu c¸c hÖ thèng phøc t¹p, cã c¸c yÕu tè ngÉu nhiªn, phi tuyÕn, ®èi víi nh÷ng hÖ thèng nµy ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch th−êng kh«ng cã hiÖu lùc. - Cã thÓ ®¸nh gi¸ c¸c ®Æc tÝnh cña hÖ thèng lµm viÖc trong ®iÒu kiÖn dù kiÕn tr−íc hoÆc ngay c¶ khi hÖ thèng cßn ®ang trong giai ®o¹n kh¶o s¸t, thiÕt kÕ, hÖ thèng ch−a tån t¹i. - Cã thÓ so s¸nh, ®¸nh gi¸, c¸c ph−¬ng ¸n kh¸c nhau cña hÖ thèng. - Cã thÓ nghiªn cøu c¸c gi¶i ph¸p ®iÒu khiÓn hÖ thèng. - Cã thÓ nghiªn cøu trong mét kho¶ng thêi gian ng¾n ®èi víi hÖ thèng cã thêi gian ho¹t ®éng dµi nh− hÖ thèng kinh tÕ, hÖ thèng x· héi. C¸c nh−îc ®iÓm cña ph−¬ng ph¸p m« pháng: - Ph−¬ng ph¸p ®ßi hái c«ng cô m« pháng ®¾t tiÒn nh− m¸y tÝnh, phÇn mÒm chuyªn dông. - Ph−¬ng ph¸p m« pháng th−êng s¶n sinh ra khèi l−îng lín c¸c d÷ liÖu cã tÝnh thèng kª x¸c suÊt, do ®ã ®ßi hái ph¶i cã nh÷ng chuyªn gia thµnh th¹o vÒ ph©n tÝch d÷ liÖu ®Ó xö lý kÕt qu¶ m« pháng. Khi quyÕt ®Þnh dïng ph−¬ng ph¸p m« pháng ®Ó nghiªn cøu hÖ thèng ph¶i ph©n tÝch kü −u nh−îc ®iÓm vµ ®iÒu kiÖn cÇn thiÕt ®Ó thùc hiÖn ph−¬ng ph¸p nµy, ®ång thêi so s¸nh víi ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch nÕu cã thÓ ®−îc. 2.5- So s¸nh gi÷a ph−¬ng ph¸p m« pháng vµ ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch Khi cho mét m« h×nh to¸n häc, cã thÓ dïng ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch hoÆc ph−¬ng ph¸p m« M« h×nh Ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch Ph−¬ng ph¸p m« pháng - Lêi gi¶i tæng qu¸t vµ chÝnh x¸c - Lêi gi¶i sè tõng b−íc lµ c¸c “®¸nh gi¸”. - M« h×nh gi¶i ®−îc khi ph¶i chÊp nhËn - M« h×nh vÉn gi¶i ®−îc kh«ng cÇn c¸c mét sè gi¶ thiÕt ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ m« h×nh. gi¶ thiÕt ®Ó ®¬n gi¶n ho¸ m« h×nh. - Lêi gi¶i chÝnh x¸c chØ khi ®−îc biÓu - Lêi gi¶i mang tÝnh “®¸nh gi¸” sÏ cho diÔn b»ng c¸c c«ng thøc cã thÓ tÝnh ®−îc. ®¸nh gi¸ chÝnh x¸c nÕu b−íc tÝnh ®ñ lín. H×nh 2.3- So s¸nh gi÷a hai ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch vµ ph−¬ng ph¸p m« pháng pháng ®Ó thu ®−îc lêi gi¶i (th«ng tin) vÒ m« h×nh. H×nh 2.3 tr×nh bµy c¸c ®iÓm kh¸c biÖt c¬ b¶n gi÷a ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch vµ ph−¬ng ph¸p m« pháng. - Ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch cho mét lêi gi¶i tæng qu¸t vµ chÝnh x¸c víi gi¶ thiÕt lµ c¸c th«ng sè cña m« h×nh kh«ng thay ®æi trong suèt qu¸ tr×nh ®−îc kh¶o s¸t. Bé m«n Tù ®éng ho¸ http://www.ebook.edu.vn Khoa §iÖn
18 Gi¸o tr×nh M« h×nh ho¸ - Ph−¬ng ph¸p m« pháng chØ cho lêi gi¶i cña tõng b−íc tÝnh, mçi b−íc øng víi mét ®iÒu kiÖn nhÊt ®Þnh cña m« h×nh, muèn cã kÕt qu¶ chÝnh x¸c ph¶i t¨ng sè b−íc tÝnh lªn ®ñ lín (theo lý thuyÕt lµ v« cïng lín) vµ lêi gi¶i nhËn ®−îc còng chØ ë d¹ng c¸c “®¸nh gi¸” theo x¸c suÊt. CÇn ph¶i nhÊn m¹nh r»ng nÕu trong m« h×nh cã c¸c yÕu tè ngÉu nhiªn th× ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch kh«ng thÓ gi¶i ®−îc ®èi víi lo¹i m« h×nh ®ã. Trong tr−êng hîp nµy ph−¬ng ph¸p m« pháng lµ gi¶i ph¸p duy nhÊt ®Ó nghiªn cøu lo¹i m« h×nh ngÉu nhiªn. 2.6- C¸c ng«n ng÷ vµ thiÕt bÞ m« pháng Khi tiÕn hµnh m« pháng ta ph¶i x©y dùng m« h×nh m« pháng trªn m¸y tÝnh Mmp. M« h×nh Mmp lµ tËp hîp c¸c ch−¬ng tr×nh ch¹y trªn m¸y tÝnh ®−îc gäi lµ phÇn mÒm m« pháng, nh÷ng ch−¬ng tr×nh nµy th−êng ®−îc viÕt b»ng ng«n ng÷ cÊp cao th«ng dông nh−: FORTRAN, PASCAL, C++,... Tuy nhiªn ®èi víi c¸c hÖ thèng phøc t¹p viÕt ch−¬ng tr×nh m« pháng nh− vËy gÆp rÊt nhiÒu khã kh¨n vµ mÊt thêi gian. Trong thùc tÕ, ng−êi ta ®· ph¸t triÓn nhiÒu phÇn mÒm m« pháng chuyªn dông vµ ®−îc gäi lµ ng«n ng÷ m« pháng (Simulation language) vµ thiÕt bÞ m« pháng (Simulator). Ng«n ng÷ m« pháng bao gåm nhiÒu khèi chuÈn, ng−êi sö dông chØ cÇn n¹p c¸c th«ng sè cÇn thiÕt, nèi c¸c khèi theo mét logic ®Þnh tr−íc, cho m« h×nh ch¹y trong thêi gian m« pháng vµ nhËn ®−îc c¸c kÕt qu¶ d−íi d¹ng b¶ng hoÆc ®å thÞ. Ng«n ng÷ m« pháng cã rÊt nhiÒu −u ®iÓm nh− sau: - Thêi gian x©y dùng m« h×nh ng¾n. - DÔ dµng thay ®æi cÊu tróc vµ th«ng sè cña m« h×nh. - DÔ gì rèi, söa ch÷a sai sãt. - C¸c kÕt qu¶ ®−îc xö lý tèt, thuËn tiÖn cho viÖc sö dông. Sau ®©y lµ mét sè ng«n ng÷ m« pháng chÝnh hiÖn ®ang ®−îc sö dông nhiÒu: - GPSS (General Purpose Simulation System): do IBM s¶n xuÊt n¨m 1972. Sau ®ã ®−îc c¶i tiÕn nhiÒu lÇn, GPSS/H n¨m 1977, GPSS/PC n¨m 1984. PSS/PC cã thÓ ch¹y trªn m¸y tÝnh PC. GPSS cã trªn 60 khèi chuÈn. §©y lµ ng«n ng÷ h−íng qu¸ tr×nh (Process Oriented Language), cã c¸c khèi ®Ó biÓu diÔn qu¸ tr×nh, c¸c h×nh ¶nh m« pháng chuyÓn ®éng theo qu¸ tr×nh m« pháng (Concurrent Graphics Animation) rÊt thuËn tiÖn cho viÖc theo dâi qu¸ tr×nh m« pháng. - SIMSCRIPT: ®−îc s¶n xuÊt n¨m 1962 sau ®ã ®−îc c¶i tiÕn nhiÒu lÇn víi nhiÒu phiªn b¶n (version) kh¸c nhau nh− SIMSCRIPT 1.5, SIMSCRIPT 2.5. §©y lµ ng«n ng÷ h−íng qu¸ tr×nh vµ sù kiÖn (Process and Event Oriented Language). - SIMPLE++ (Simulation Production Logistics Engineering Design) lµ ng«n ng÷ h−íng ®èi t−îng, hiÖn nay ng«n ng÷ nµy ®−îc dïng rÊt phæ biÕn v× cã nh÷ng ®Æc ®iÓm sau: + CÊu tróc h−íng ®èi t−îng (Object Oriented). + H×nh ¶nh m« pháng chuyÓn ®éng (animation). + KÕt qu¶ ®−îc biÓu diÔn b»ng b¶ng sè vµ ®å thÞ nªn dÔ dµng so s¸nh. + DÔ dµng m« pháng c¸c hÖ thèng kü thuËt vµ th−¬ng m¹i phøc t¹p. + Cã thÓ nèi víi c¸c phÇn mÒm chuyªn dông kh¸c nh− MRP (Manufacturing Resource Planning). Bé m«n Tù ®éng ho¸ http://www.ebook.edu.vn Khoa §iÖn
19 Gi¸o tr×nh M« h×nh ho¸ + Ng−êi sö dông cã thÓ ®Þnh nghÜa c¸c ®èi t−îng míi vµ dÔ dµng lËp tr×nh m« pháng. Ngoµi ra cßn nhiÒu ng«n ng÷ m« pháng kh¸c nh− SIGMA, SLAM (Simulation Language for Alternative Modelling), MODSIM, AUTOMOD,... ThiÕt bÞ m« pháng (Simulator) lµ mét phÇn mÒm chuyªn dông m« pháng mét hÖ thèng cô thÓ. ThiÕt bÞ m« pháng cã rÊt Ýt hoÆc kh«ng ®ßi hái ph¶i lËp tr×nh nh− ng«n ng÷ m« pháng ë trªn. Thuéc lo¹i nµy cã thiÕt bÞ m« pháng dïng ®Ó huÊn luyÖn l¸i m¸y bay, tµu thuû, « t«,... Ngµy nay, nh÷ng nhµ m¸y lín nh− nhµ m¸y läc dÇu, nhµ m¸y xi m¨ng, nhµ m¸y ®iÖn,... th−êng ®Æt thiÕt bÞ m« pháng ®Ó huÊn luyÖn cho ng−êi vËn hµnh vµ gi¶i bµi to¸n t×m chÕ ®é vËn hµnh tèi −u. Nh÷ng thiÕt bÞ m« pháng lo¹i nµy th−êng cã gi¸ thµnh t−¬ng ®èi ®¾t, ph¹m vi øng dông h¹n chÕ v× chØ dïng ®Ó m« pháng mét hÖ thèng cô thÓ nh−ng còng ®−a l¹i hiÖu qu¶ to lín trong huÊn luyÖn còng nh− vËn hµnh hÖ thèng nªn ®−îc dïng ë nh÷ng n¬i quan träng. Mét sè lo¹i thiÕt bÞ m« pháng th−êng dïng hiÖn nay lµ SIMFACTORY, NETWORK,... 2.7- C¸c ph−¬ng ph¸p m« pháng Tuú theo tr¹ng th¸i cña hÖ thèng thay ®æi liªn tôc hay gi¸n ®o¹n theo thêi gian mµ ng−êi ta ph©n biÖt thµnh hÖ thèng liªn tôc hay hÖ thèng gi¸n ®o¹n. §øng vÒ mÆt m« h×nh mµ xÐt, ng−êi ta cã thÓ chän mét trong hai m« h×nh liªn tôc hoÆc gi¸n ®o¹n ®Ó m« h×nh ho¸ hÖ thèng. V× vËy, kh«ng nhÊt thiÕt ph¶i cã sù t−¬ng ®−¬ng gi÷a lo¹i hÖ thèng vµ lo¹i m« h×nh. ViÖc ph©n biÖt m« h×nh liªn tôc hay gi¸n ®o¹n trë nªn quan träng khi tiÕn hµnh m« pháng, ®Æc biÖt lµ khi lËp tr×nh trªn m¸y tÝnh ®Ó thùc hiÖn viÖc m« pháng bëi v× kü thuËt tÝnh to¸n dïng cho c¸c lo¹i m« h×nh sÏ rÊt kh¸c nhau. ChÝnh v× vËy, cã hai ph−¬ng ph¸p m« pháng chñ yÕu lµ ph−¬ng ph¸p m« pháng liªn tôc vµ m« pháng gi¸n ®o¹n. - Ph−¬ng ph¸p m« pháng liªn tôc (Continuous Simulation) th−êng ®−îc dïng cho hÖ liªn tôc mµ m« h×nh cña nã ®−îc biÓu diÔn b»ng c¸c hÖ ph−¬ng tr×nh vi ph©n. NÕu ph−¬ng tr×nh vi ph©n t−¬ng ®èi ®¬n gi¶n, nã cã thÓ ®−îc gi¶i b»ng ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch vµ cho lêi gi¶i tæng qu¸t lµ mét hµm cña gi¸ trÞ cña biÕn tr¹ng th¸i t¹i thêi ®iÓm t = 0. Cã nhiÒu tr−êng hîp ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch kh«ng gi¶i ®−îc. Trong tr−êng hîp nµy, ng−êi ta ph¶i dïng ph−¬ng ph¸p sè nh− ph−¬ng ph¸p tÝch ph©n Runge-Kutta ®Ó gi¶i ph−¬ng tr×nh vi ph©n vµ cho lêi gi¶i ®Æc biÖt cña biÕn tr¹ng th¸i t¹i thêi ®iÓm t = 0. - Ph−¬ng ph¸p m« pháng gi¸n ®o¹n hay cßn cã tªn lµ ph−¬ng ph¸p m« pháng c¸c sù kiÖn gi¸n ®o¹n (Discrete Event Simulation) th−êng ®−îc dïng cho c¸c hÖ gi¸n ®o¹n. Trong nh÷ng hÖ nµy sù kiÖn x¶y ra t¹i c¸c thêi ®iÓm gi¸n ®o¹n vµ lµm thay ®æi tr¹ng th¸i cña hÖ thèng. Ngoµi hai ph−¬ng ph¸p m« pháng chÝnh kÓ trªn cßn cã nhiÒu ph−¬ng ph¸p m« pháng kh¸c nh−: - Ph−¬ng ph¸p m« pháng hçn hîp liªn tôc – gi¸n ®o¹n (Combined Discrete – Continuous Simulation). - Ph−¬ng ph¸p Monte – Carlo (Monte – Carlo Simulation). C¸c ph−¬ng ph¸p m« pháng nµy ®−îc coi lµ nh÷ng tr−êng hîp riªng cña hai ph−¬ng ph¸p m« pháng chÝnh nªu trªn. Bé m«n Tù ®éng ho¸ http://www.ebook.edu.vn Khoa §iÖn
20 Gi¸o tr×nh M« h×nh ho¸ 2.8- C©u hái vµ bµi tËp 1. H·y kÓ c¸c lÜnh vùc cã thÓ dïng ph−¬ng ph¸p m« pháng ®Ó nghiªn cøu vµ ph©n tÝch −u nh−îc ®iÓm cña khi dïng c¸c ph−¬ng ph¸p nµy. 2. H·y ph©n tÝch −u nh−îc ®iÓm vµ ph¹m vi øng dông cña ph−¬ng ph¸p gi¶i tÝch vµ ph−¬ng ph¸p m« pháng. 3. H·y kÓ ra mét vµi ng«n ng÷ m« pháng, ph©n tÝch −u nh−îc ®iÓm vµ ph¹m vi øng dông cña chóng. Bé m«n Tù ®éng ho¸ http://www.ebook.edu.vn Khoa §iÖn