Файл: Герман, В. Т. Построение информационной системы управления технологическими процессами добычи и подготовки газа научно-экономический обзор.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 03.11.2024

Просмотров: 34

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Обозначим оператор от входа U * ( t )

к выходам X i ( t )

че­

рез Р" .

Структурная схема системы управления ГДП представлена

на рис.2 .

Модель системы управления можно записать в виде

системы

уравнений:

 

 

 

 

X ( t ) = P " u ( t )

 

 

 

i i ' ( t ) = P^u*( t ) +P0 u ( t ) ;

 

 

U ( t ) = n 0 U l ( t ) .

 

 

Для реализации данной модели требуются сбор и обработка дан­

ных о технологических процессах и состоянии оборудования,

а также

исследование количественных характеристик

информационных потоков.

ВЕРОЯТНОСТНО-СТАТИСТИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПОТОКОВ

Контроль и управление процессами добычи и подготовки газа неразрывно связаны с наличием множества (разнообразия) состояний

режимов производства. Поэтому источниками возникновения информа­ ции на промысловых объектах являются элементы этого множества,со­ общающие о том или ином состоянии объекта.

Для технологических объектов добычи и подготовки газа сооб­ щения обычно представляются величинами параметров, характеризую -

щих эти объекты.

 

Для составления моделей объектов

управления и изучения факто­

ров,

определяющих объемы информации -

периодичность, точность

и

т .д .,

следует использовать аппарат теории вероятностей и математи­

ческой статистики, базируясь на представлении о случайном харак -

тере технологических параметров исследуемых объектов.

Наиболее полной характеристикой случайного процесса является многомерная плотность вероятностей [ 2 ] . Зная эту характеристику, можно определить плотность вероятностей любого порядка, моменты любого порядка и т .д . Практически для большинства задач контроля параметров технологического процесса достаточно ограничиться одно­ мерной плотностью вероятностей.

При использовании в качестве статистической модели контроли­

руемых параметров стационарного нормального случайного процесса

8


значительно упрощаются и сокращаются расчеты основных статистиче­ ских характеристик этих параметров, таких, как математическое ожи­ дание, дисперсия и корреляционная функция. Однако принимать апри­ ори нормальный закон распределения при обработке информации нель­ зя, следует проверять тот или иной параметр на нормальность. В

противном случае могут быть допущены серьезные ошибки и получены

неверные данные.

Промысловый материал, собранный в результате наблюдения ка­ кого-либо контролируемого или управляемого параметра, образует статистическую,или выборочную, совокупность (выборку).состоящую

из

N

единиц с конкретным значением количественного показателя

Xj,

.

Каждое значение показателя в совокупности обозначается че­

рез

 

Х ,,Х 2?...,Х П

и называется вариантом. Для использования

точных формул при определении доверительных интервалов статисти -

ческих характеристик

процесса проверяют реализацию выборки

на

нормальность и случайность распределения.

 

На первом этапе

статистических исследований проводятся

до­

казательства случайности данной частной выборки из общей генераль­

ной совокупности. Этот этап необходим, так как если выборка не случайная, к ней не применимы соотношения и закономерности теории

вероятности.

 

 

 

Рассмотрим способ проверки соответствия контролируемых

или

управляемых параметров стационарному нормальному случайному

про­

цессу [ 2 ] .

 

 

 

Для проверки на случайность используем метод восходящих

и

нисходящих серий. Чтобы получить

серию, следует

определить

знаки

разностей Х ,-Х ;+г(£= 1,2,...п-1) .

Если несколько

следующих друг за

другом значений равны между собой, то необходимо оставить одно из них, а остальные отбросить. Положительные разности помечаются зна­ ком (+) - восходящая серия, отрицательные - знаком ( - ) - нисходя­

щая серия. Общее число знаков в серии есть ее длина. Выборка слу­

чайна,

если длинные серии встречаются редко или общее число

серий

велико.

 

 

 

 

 

 

 

Общая длина последовательности в выборке

определяется

как

 

 

 

п- max

 

 

 

 

 

 

 

 

- H п

Rn

 

 

 

 

 

 

 

П-1

 

 

 

 

 

где

п

- длина серии;

Rn

-

общее число

серий

длины.

 

Обычно принимается, что

■£ э?

20

представляет

собой

случайную ве­

личину,

распределенную по нормальному закону с параметрами'

 

9



м |к |- - математическое ожидание, !?{/?}

дисперсия, определяе­

мые по формулам

 

MW ;

n { K } = i o ( t e t ' 9 0 ) ;

6 = l/ _D { R ]> ' .

 

Задаваясь доверительной

вероятностью P = 0,05 отклонения

те­

оретически ожидаемого среднего числа серий от наблюдаемого,

для

нормального распределения

 

получаем

 

 

 

 

 

 

pfis/w b?’

Р н а 5 - Ф } 1

 

 

 

 

 

6

 

J '

 

 

 

где

Ф ( Z) - интеграл вероятностей.

 

 

 

 

 

Если при вычислении получится,

что

Р >

0 ,0 5 , то

общее

число

серии будет достаточно

велико

для данной выборки и, следо­

вательно, ее можно считать

случайной. Блок-схема алгоритма

про­

верки на случайность

приведена на рис.З.

 

 

 

 

На втором этапе проводится доказательство нормальности слу­

чайного процесса.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В основу исследования можно положить метод гистограмм. При

этом

следует сопоставлять

 

теоретически

нормальные гистограммы

с

гистограммами, полученными экспериментальным методом.

 

 

 

Из статистической совокупности выбирается наибольшее и наи­

меньшее значения вариантов

Хтаx ? Xmin

, при этом интервал

 

Xmax~*rnin Делится на

К

 

 

равных частей

 

 

 

 

 

 

 

 

V

_ у .

■>

 

 

 

 

 

ДХ =

 

п m ax

m in

 

 

 

где К

= I + 3,32-fgN

- число интервалов.

 

 

 

 

Используя статистические

значения

параметров, составляют таб­

лицу интервалов с указанием их граничных и средних значений

Х2*

и подсчитывают число данных

 

/л;

,

попавших в

каждый интервал.

Затем

определяют средневзвешенное

значение

 

 

 

 

 

х=

S

 

X;

ш;

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-----— -------

 

 

 

N

10


1

Ввод исходных данных

 

2

Получение серий

 

K i - x Ul

3Вычисление одщей длины последовательности 6 выборке

^n = j ^

1

ЧВычисление :

Ф} ‘ Т(2€~1)

5Вычисление: B{R} =f^(!6f-90)

нет ^ лро8ерка^\

^ \ > Я , 0 5 da^f

1 Печать исходныхданных

( К о н е ц )

Рис.З. Блок-схема алгоритма проверки на случайность част­ ной выборки

и среднеквадратическое отклонение

. V^rx?-x)4

N - 1

Ц_7_ Ввод исходныхданных

^

ШВычисление:

К= 1+3,32 да N

 

 

X

Ш

В ы числение:

. s, Хтах“Х/п/.п

 

дх-

к

Подсчет числа X,по­

Щпавших 8 каждый инт ервал______

LL

Вы числение

у — XHXj mi

 

N

Ш

I 7 Вычисление теоре-А 1— \тических частоттц

Le-I

 

<

 

I

А

 

Ш

Вычисление

Веро-

ятности

Р [ х г)

нет

Щ р ( 1 ) * 0 , 0 5 ,

 

I П I

Печать

исходных

'—

данных

 

( К о н е ц )

Рис.4-, Блок-схема алгорит' на проверки на нормаль - ность данной частной вы­ борки

Предельная ошибка £уз среднего значения X

с надежностью

р может быть получена как

 

I I