Сurriculum (syllabus) on discipline

Результатами работы построенной модели являются входной и выходной сигналы, записанные в массивы u и y, соответственно. Эти массивы (в нашем случае) имеют длину 2001 и сохраняются в рабочем пространстве Matlab.

В качестве примера использования пакета SystemIdentification Toolbox для идентификации технологических объектов управления возьмем распылительную сушилку, которая рассматривается нами как технологический объект управления (ТОУ). В распылительной сушилке реализуется некоторый теплой технологический процесс, в котором входным воздействием на ТОУ является расход газа, выраженный в м³/час, а выходным регулируемым параметром – температура в градусах Цельсия. Процесс идентификации ТОУ включает следующие этапы:

· априорный анализ ТОУ с целью выбора структуры модели;

· проведение предварительного (небольшого по объему) исследования объекта с целью уточнения оценки структуры модели (этот этап желателен, особенно при отсутствии априорной информации о ТОУ);

· разработка методики основного экспериментального исследования ТОУ, составление плана эксперимента;

· проведение основного экспериментального исследования для получения массива данных (u_i
, y_i);

· математическая обработка массива данных (с использованием пакета System Identification Toolbox) с целью определения параметров модели и ее адекватности, доверительных границ параметров и выходной координаты модели.

При этом в процессе исследования ТОУ необходимо принять некоторые допущения, позволяющие применить хорошо отработанный аппарат анализа стационарных, линейных объектов:

· технологический объект управления является системой с сосредоточенными параметрами;

· технологический объект управления стационарен, т. е. статические и динамические свойства ТОУ неизменны во времени;

· уравнения моделей ТОУ линеаризуются в малом, т.е. при небольших отклонениях ± ∆ y_i от выбранной "рабочей" точки (рабочего режима) ТОУ.

Массив данных [ u _i , y _i] образуется в результате трудоемкой операции расшифровки регистрограмм по приборам измерительной системы. Однако широкое развитие микропроцессорной и вычислительной техники и внедрение ее в производственные технологические процессы позволили существенно усовершенствовать техническое обеспечение идентификации ТОУ. Обработка массива данных с помощью пакета SystemIdentification Toolbox предполагает следующие этапы:

· обработка и преобразование данных с целью создания файла данных;

· анализ экспериментальных данных с целью предварительного определения основных характеристик ТОУ;

· параметрическое оценивание данных с целью создания различных видов моделей (описанных во втором разделе) в тета-формате;

· задание структуры модели;

· изменение и уточнение структуры модели (если это необходимо);

· проверка адекватности и сравнение различных моделей с целью выбора наилучшей;

· преобразование модели из тета-формата в вид удобный для дальнейшего использования при анализе и синтезе системы управления.
На каждом этапе идентификации имеется возможность графического отображения результатов моделирования и извлечения необходимой информации об объекте.

Заключение[5,6]

Задачи индентификации возникают во многих научных и прикладных сферах человеческой деятельности: медицине, сейсмологии, гидро- и радиолокации, обработке изображений, анализе и синтезе электрических цепей и др. Построение модели начинается с формирования входных воздействий и выбора структуры модели, определяющей взаимосвязь наблюдаемых данных через совокупность параметров. После этого входные воздействия подаются на объект, и измеряются отклики на эти воздействия (выходные сигналы). Затем входные и выходные сигналы и выбранная структура используются для оценки значений параметров в соответствии с принятым критерием качества. Критерий качества идентификации характеризует степень адекватности модели объекту в рамках согласованных допущений и ограничений. Очень часто используется среднеквадратичный критерий, в соответствии с которым ищутся такие оценки параметров, которые обеспечивают минимальный средний квадрат разности выходных сигналов модели и объекта при одном и том же входном воздействии. Оценивание параметров выполняется на основе алгоритма идентификации, определяющего правила поиска оценок. Наконец, для того, чтобы проверить, насколько точно построенная модель имитирует или предсказывает данные наблюдений, необходимо сравнить их при одинаковых воздействях. Эта процедура называется верификацией модели. Таким образом, для решения задачи идентификации [1-3] необходимо выбрать или сформировать:

• входные сигналы;
• структуру модели изучаемого объекта;
• критерий качества идентификации;
• алгоритм идентификации;
• критерии и методы верификации (подтверждения) модели.

Для понимания и практического использования описываемой ниже графической интерактивной программы ident (по сути дела GUI — graphic user interface), входящей в состав инструментария ident пакета Matlab, необходимо кратко напомнить основные понятия и способы математического описания систем, используемые для построения моделей в процессе работы с этой программой. Изложение всего материала сопровождается простым примером, иллюстрирующим основные положения идентификации и правила работы со средствами Matlab.

Литература

1. Льюнг Л. Идентификация систем. — М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит. — 1991. — 432 с.
2. Цыпкин Я.З. Основы информационной теории идентификации. — М.: Наука. 1984. 320 с.
3. Современные методы идентификации /Под ред. П. Эйкхоффа. — М.: Мир. 1983. 400с.
4. Дьяконов В.П., Абраменкова И.В. Matlab 5.0/5.3. Система символьной математики. М.: Нолидж. 1999. 633с.
5. http://housea.ru/index.php/micro/14884
6. http://sl-matlab.ru/products/system-identification-toolbox

Сurriculum (syllabus) on discipline

«Basics of oil and gas business»

module М - 13.1. Basics of oil and gas business

For 2^nd year students

Speciality 5В072900 – «Construction and operation of oil & gas pipelines and oil & gas storages»

Faculty «Маchine Building»

Uralsk – 2014

СОГЛАСОВАНО УТВЕРЖДАЮ

председатель УМБ факультета декан факультета

«Машиностроительный» «Машиностроительный»

____________ Бигалиева Р.С. ________ Шакешев Б.Т. «___» _________ 2014 г. «___» _________ 2014г.

Curriculum (syllabus) on discipline

«Basics of oil and gas business»

Complied by: s.t. Itisheva S.U.

Chair «Oil and gas business and technology of mechanical engineering»

Faculty «Machine Building» cabinet -206

Curriculum (syllabus) is developed on the basis of the standard curriculum of discipline 5В072900 «Construction and operation of oil & gas pipelines and oil & gas storages»

Quantity of credits – 3

Lectures – 15hours

Practical –30 hours

SROP – 25 hours

SRO – 65 hours

Total – 135 hours

Control Form – examination

Обсуждено на заседании кафедры «___»___________2014 г. Протокол №______

Заведующий кафедрой _________ Нариков К.А.