thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển máy trộn, chương 17

Hãy xét một ví dụ ta hãy xem phản ứng của người cha trong một gia đình, khi ông lái xe cùng gia đình đi nghỉ. Trong đó, người cha được xem như thiết bị điều khiển và chiếc xe là đối tượng điều khiển. Biết rằng người cha hay thiết bị điều khiển có nhiệm vụ trọng tâm là điều khiển chiếc xe đưa gia đình tới đích. Song để hiểu rõ hơn phương thức thực hiện nhiệm vụ đó của người cha, cũng nên cần xem xét ông ta phải xử lý những thông tin gì và xử...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
thiết kế và chế tạo mô hình điều khiển máy trộn, chương 17 chương 17: BIEÁN NGOÂN NGÖÕ VAØ GIAÙ TRÒ CUÛA NOÙ Haõy xeùt moät ví duï ta haõy xem phaûn öùng cuûa ngöôøi cha trong moät gia ñình, khi oâng laùi xe cuøng gia ñình ñi nghæ. Trong ñoù, ngöôøi cha ñöôïc xem nhö thieát bò ñieàu khieån vaø chieác xe laø ñoái töôïng ñieàu khieån. Bieát raèng ngöôøi cha hay thieát bò ñieàu khieån coù nhieäm vuï troïng taâm laø ñieàu khieån chieác xe ñöa gia ñình tôùi ñích. Song ñeå hieåu roõ hôn phöông thöùc thöïc hieän nhieäm vuï ñoù cuûa ngöôøi cha, cuõng neân caàn xem xeùt oâng ta phaûi xöû lyù nhöõng thoâng tin gì vaø xöû lyù chuùng nhö theá naøo. Ñaïi löôïng thöù nhaát laø con ñöôøng tröôùc maët. Ngöôøi cha coù nhieäm vuï ñieàu khieån chieác xe ñi ñuùng phaàn ñöôøng quy ñònh, töùc laø giöõ cho xe luoân naèm ôû phaàn ñöôøng beân phaûi keå töø vaïch phaân caùch, tröø nhöõng tröôøng hôïp phaûi vöôït xe khaùc. Ñeå laøm ñöôïc coâng vieäc ñoù, thaäm chí ngöôøi cha cuõng khoâng caàn phaûi bieát moät caùch chính xaùc raèng xe oâng hieän thôøi caùch vaïch phaân caùch bao nhieâu centimeter, chæ caàn nhìn vaøo con ñöôøng tröôùc maët oâng ta cuõng coù theå suy ra ñöôïc raèng xe hieän ñang caùch vaïch phaân caùch nhieàu hay ít vaø töø ñoù ñöa ra quyeát ñònh phaûi ñaùnh tay laùi sang phaûi maïnh hay nheï. Ñaïi löôïng ñieàu khieån thöù hai laø toác ñoä xe. Vôùi nguyeân taéc, ñeå caùc thaønh vieân gia ñình treân xe caûm thaáy chuyeán ñi ñöôïc thoaûi maùi vaø cuõng ñeå tieát kieäm xaêng ngöôøi cha coù nhieäm vuï giöõ nguyeân toác ñoä xe, traùnh khoâng phanh hay taêng toác khi khoâng caàn thieát. Giaù trò veà toác ñoä cuûa xe maø ngöôøi cha phaûi giöõ cuõng phuï thuoäc nhieàu vaøo moâi tröôøng xung quanh nhö thôøi tieát, caûnh quan, maät ñoä xe treân ñöôøng…vaø cuõng coøn phuï thuoäc theâm laø oâng ta coù quen con ñöôøng ñoù hay khoâng? Tuy nhieân quy luaät ñieàu khieån naøy cuõng khoâng phaûi laø coá ñònh. Giaû söû tröôùc maët coù moät xe khaùc ñi chaäm hôn, vaäy thì thay cho nhieäm vuï giöõ nguyeân toác ñoä, ngöôøi cha phaûi taïm thôøi thöïc hieän moät nhieäm vuï khaùc laø giaûm toác ñoä xe vaø töï ñieàu khieån xe theo moät toác ñoä môùi, phuø hôïp vôùi söï phaûn öùng cuûa xe tröôùc cho tôùi khi oâng ta vöôït ñöôïc xe ñoù. Ngoaøi nhöõng ñaïi löôïng ñieàu khieån treân maø ngöôøi cha phaûi ñöa ra, oâng ta coøn coù nhieäm vuï theo doõi tình traïng xe nhö phaûi tìm hieåu xem nöôùc laøm maùt maùy coù noùng quaù khoâng? aùp suaát daàu thaáp hay cao …ñeå töø ñoù coù theå phaân, nhaän ñònh kòp thôøi caùc loãi cuûa xe. Ngöôøi cha trong quaù trình laùi xe ñaõ thöïc hieän tuyeät vôøi chöùc naêng cuûa moät boä ñieàu khieån, töø thu thaäp thoâng tin, thöïc hieän thuaät toaùn ñieàu khieån (trong ñaàu) cho ñeán ñöa ra tín hieäu ñieàu khieån kòp thôøi maø khoâng caàn phaûi bieát moät caùch chính xaùc veà vò trí, toác ñoä, tình traïng cuûa xe. Hoaøn toaøn ngöôïc laïi vôùi khaùi nieäm ñieàu khieån chính xaùc, ngöôøi cha cuõng chæ caàn ñöa ra nhöõng ñaïi löôïng ñieàu khieån theo nguyeân taéc xöû lyù “môø” nhö: - Neáu xe höôùng nheï ra vaïch phaân caùch thì ñaùnh tay laùi nheï sang phaûi. - Neáu xe höôùng ñoät ngoät ra ngoaøi vaïch phaân caùch thì ñaùnh maïnh tay laùi sang phaûi. - Neáu ñöôøng coù ñoä doác lôùn thì veà soá. - Neáu ñöôøng thaúng vaø khoâ, taàm nhìn khoâng bò haïn cheá vaø toác ñoä chæ hôi cao hôn bình thöôøng moät chuùt thì khoâng caàn giaûm toác ñoä. Trong ví duï treân ñaïi löôïng toác ñoä coù nhöõng giaù trò ñöôïc nhaéc ñeán döôùi daïng ngoân ngöõ nhö: - Raát chaäm. - Chaäm. - Trung bình. - Nhanh. - Raát nhanh. Moãi giaù trò ngoân ngöõ ñoù cuûa bieán toác ñoä ñöôïc xaùc ñònh baèng moät taäp môø ñònh nghóa treân taäp neàn laø taäp caùc soá thöïc döông chæ giaù trò vaät lyù x (ñôn vò laø km/h) cuûa bieán toác ñoä v nhö 40km/h, 50km/h… (hình 7.3). Haøm thuoäc töông öùng cuûa chuùng ñöôïc kyù hieäu baèng raát chaäm(x), chaäm(x), trung bình (x), nhanh(x) vaø raát nhanh(x). Nhö vaäy, bieán toác ñoä v coù hai mieàn giaù trò khaùc nhau: x) raát trung raát 1 chaäm chaäm bình nhanh nhanh 0.67 0.5 0.33 50 100 Toác ñoä v 40km/h 72.5km/h Hình 7.3 Moâ taû caùc giaù trò ngoân ngöõ baèng taäp môø - Mieàn caùc giaù trò ngoân ngöõ N= raát chaäm, chaäm, trung bình, nhanh, raát nhanh, - Mieàn caùc giaù trò vaät lyù (mieàn caùc giaù trò roõ) V= xRx0, Vaø moãi giaù trò ngoân ngöõ (moãi phaàn töû cuûa N) laïi ñöôïc moâ taû baèng moät taäp môø coù taäp neàn laø mieàn caùc giaù trò vaät lyù V. Bieán toác ñoä v, xaùc ñònh treân mieàn caùc giaù trò ngoân ngöõ N, ñöôïc goïi laø bieán ngoân ngöõ. Do taäp neàn caùc taäp môø moâ taû giaù trò ngoân ngöõ cuûa bieán ngoân ngöõ toác ñoä laïi chính laø taäp V caùc giaù trò vaät lyù cuûa bieán neân töø moät giaù trò vaät lyù xV coù ñöôïc moät vector  goàm caùc ñoä phuï thuoäc cuûa x nhö sau:   ratcham x       cham x     x      trungbinh x   x    nhanh    ...