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
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