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: 40

Скачиваний: 0

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

кать приближающий полином в виде

Р ( Х ) : Ч 0 + а 1 К

 

 

принимающий в точках

X = 1

Д

и X =

ЗД значения р(х)|=_С0+С

Р(х)|х=^ = с 0- С 1 , где

С0

 

-

коэффициенты ряда

разло

жения по системе (3 ).

 

 

 

 

( iin *

 

 

 

 

 

Тогда

 

Ст

;

 

 

а 0 = С0 + 2

 

(5)

а , = - ^ С т .

 

 

Использование полинома первой степени для адаптивной дискре­ тизации достаточно, так как полиномы второго и более высокого по­ рядка не дают существенного сокращения избыточности, в то время как сложность алгоритмов дискретизаторов значительно возрастает.

Коэффициенты Фу'рье-Хаара разложения / ( х ) в ряд (I) на интерва­ ле [0 ; I] будут равны

 

 

С0 =Jf( * ) x 00( x ) o M ( o ) +

 

М 0

 

 

 

 

+

 

 

 

%

r ~ '

М 2

(б)

 

 

J f ( X) xoi (x)dx -

 

где

-

модуль максимума второй

производной функции на интервале.

Подставив полученные значения’ С0

и

С,

в выражение (б ), можно

найти

ошибку приближения функции

j (X )

полиномом вида

(5)

 

 

e ( x ) = / w - p ( x ) = M 2( | - f

 

 

Отсюда легко заключить, что функция

£ ( х ) имеет

минимум

при X

=

0 ,5 . Поэтому для построения адаптивной процедуры достаточ­

но контролировать ошибку аппроксимации только на концах интервала,

т .е . для выполнения условия (2) на всем интервале

достаточно вы -

числить величину погрешности на концах.

 

Из описанных соотношений нетрудно получить

 

e ( r } = f ( T ) - P ( i ) =f(r)-(a0+ a1r)=

( ? )

Подставив

значение С0 , найденное как

коэффициент Фу-

рье-Хаара ряда ( I ) ,

окончательно получим

 

26


Smax

)~

t e [ 0)T ]

0

Обычно измерительный сигнал предварительно квантуется с не­ которым постоянным шагом A t , определяемым экспериментальными свойствами сигнала. В этом случае выражение (7) можно записать в виде

Г(/-)- f(0)+f(n&t)

 

Цпах х L ' ~

2.

 

t e f t r ]

 

 

где

f ( t ) -

сигнал

с помехой; jvt,

мехи

n ( t )

на интервале п д -t = Т .

( 9)

- математическое ожидание по­

Формула (9) показывает, что если в вычислитель ошибки ввести значение jh. , то в этом случае будет производиться приближение к полезному сигналу, а не к его смеси с помехой, что значительно повышает качество адаптивного алгоритма управления сбором инфор -

мации. Блок-схема алгоритма адаптации представлена на рис.8.

 

 

Пример. В табл.11 приведены значения переменной

X (t)

от О

до 20

сек

с интервалом

I

сек.

Определим периоды дискретизации

при

ошибке

аппроксимации

£ mCtx =

0,01 .

 

 

 

Для вычисления

величины

С

используем формулу

(9 ),

в кото­

рой

интеграл будем

вычислять .как

площадь, заключенную под

кривой

X( t )

и между осью

времени.

Кроме того, примем, что

X ( t )

между

точками замера меняется линейно. Тогда интеграл приближенно можно заменить следующей суммой:

Х (б д £ ) + Х + л t . ( 1 0 )

27


Рис,8. Блок-схема алгоритма адаптации при сборе технологи­

ческой информации

и выражение (10) запишется в виде

Т а б л и ц а

II

Значение функции

x ( t )

 

t

X ( t )

0

I

 

I

1,05

 

2

I ,I

 

3

1.2

 

7+

1,28

 

5

1.3

 

6

1,29

 

7

1,25

 

8

1.2

 

9

1,15

 

101,1

11I

120,93

130,85

140,8

150,7

160,68

170,67

180,67

190,68

с

(_l\_ X(.Q)+X(nat)

J

___

X(t д'£)+х(с.+ 7)дт£

a t .

(II)

C'max ^ L > ~

 

2

 

 

£

 

 

 

 

 

2 n & i i - 0

 

 

 

 

 

Используя данные

табл.II

и выражение

( II ) ,

вычислим значения

£ ( t ) при

и

= 1 , 2 , . . .

и Т-периоды адаптивной дискретизации:

 

С ( д £ ) =

7+7,05

7

 

7 = 0

 

 

 

 

Е(з д t ) =

 

- ^

[ 7

+ 1,05+ 7,05+ 7,7+ 7,7+ 7,2] . 1 = 0,02 ,

 

так как

<S(3at)> 6^оп

, то в момент

T, = 3&t

осуществляется вы­

борка данных о х (5 ) .

Дальнейшие вычисления проводим

следующим

образом. Считаем, что

Х'(0) = X ( 3 a t )

 

и проводим аналогичные вы­

числения: £ ' ( д t )

= 0 )

6 ' ( Z&t ) = 0,01 '

£ ' ( 3 a t ) = - 0 , a 2 ,

 

28


так

как j £ ' ( 3At ) l > £$оп

,

то следующая

корректировка осущест­

вляется в данный момент,

т .е .

Т =

3 A t :

 

о; £''(№)= о; E \5 *t)= -w

 

С\лЬ)= о ;

£ "( 2 At) =-o,oor;

C '(3 A t)=

Так как / £ “( 5 а±) / > £доп

 

,

то Т =

5 At.

 

 

Аналогично можно получать

Т5 . . . .

 

 

Учитывая,

что

At

= I

сек,

получим, что интервалы адаптив­

ной дискретизации

составляют Т = 3 сек,

Т =

3 сек, Т = 5 сек,

Т =

5 сек.-

 

 

 

 

 

 

 

ДОСТОВЕРНОСТЬ ОБРАБОТКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ

Особое значение в АСУ газодобывающими предприятиями приобре­ тает достоверность обработки информации. Под достоверностью пони -

мается вероятность безотказной передачи и обработки информации те­

хническими устройствами [7,8,12] .

Информационная система управления ГДП имеет иерархическую

структуру, при этом технологическая информация собирается

устройс­

твами первичной обработки информации, расположенными на

местных

диспетчерских пунктах, по линиям связи в центральном диспетчере -

ком пункте ГДП.

Вероятность появления ошибки в системе управления полностью определяется структурой системы и вероятностями появления ошибок

в отдельных технических устройствах. За единицу времени система может обработать определенное количество технологической информа­

ции. Такое же количество информации система монет обработать за другое время, имея другую структуру, но при этом вероятность ошиб­

ки останется прежней.

Поэтому за основу оценки вероятности появления ошибки в АСУ целесообразно применять количество обрабатываемой информации. При

анализе результатов работы АСУ не обязательно знать, где произош­

ла ошибка при обработке информации, а важно определить вероятность ошибки в системе в целом. Поэтому на практике можно использовать простую зависимость между вероятностями ошибок отдельных техничес­

ких средств и вероятностью ошибки всей системы и притом такую,

чтобы при расчете не накладывались ограничения из-за несимметрич­

ности ветвей структуры системы.

Такую зависимость можно получить,

учитывая,

что вероятности появления ошибок в элементах системы не

завышены,

и ошибка, возникающая

в каком-либо элементе

системы,

29