Скачиваний:
1
Добавлен:
18.07.2023
Размер:
3.44 Mб
Скачать

AL(3) = ALpo(3)

' Задание управляющих параметров kr1 = 0.05 '- параметр регуляризации

Worksheets(Лист 28).Cells(35, 4) = kr1 kr2 = 0.1 kr3 = 0.1

h = 1 ' Задание параметра шага в методе Гаусса–Ньютона

'_______________________________________________________________________________

i2 = 0 ' Переменная внешнего цикла

Do ' Условный оператор для уточнения параметров AL(i),i = 1, 2, 3

' 2.1. Формированиематрицычастныхпроизводных– D(Pз)

For i = 1 To n

d(i, 1) = qo * (1 – Exp(-AL(2) * i * delta_t)) * (AL(3) + FL(i))

d(i, 2) = AL(1) * qo * (i * delta_t) * Exp(-AL(2) * i * delta_t) * (AL(3) + FL(i)) d(i, 3) = AL(1) * qo * (1 – Exp(-AL(2) * i * delta_t)) / AL(3) Worksheets(Лист 28).Cells(i + 1, 4) = d(i, 1)

Worksheets(Лист 28).Cells(i + 1, 5) = d(i, 2) Worksheets(Лист 28).Cells(i + 1, 6) = d(i, 3)

Next i

' 2.2. Транспонированиематрицычастныхпроизводных– D(Pз)

For i = 1 To m For j = 1 To n

DT(i, j) = d(j, i) Next j

Next i

' 2.3. ВычислениепроизведенияматрицDT(Pз)D(Pз)

For i = 1 To m For j = 1 To m

DTD(i, j) = 0 Next j

Next i

For i = 1 To m For j = 1 To m

For k = 1 To n

DTD(i, j) = DTD(i, j) + DT(i, k) * d(k, j) Worksheets(Лист 28).Cells(i + 1, 7 + j) = DTD(i, j)

Next k Next j

Next i

' 2.4. ФормированиевектораDT(Pпл) – интегралаотпроизводноймоделиКВД

For i = 1 To m DTp(1, i) = 0

Next i

For i = 1 To Tmax

DTp(1, 1) = DTp(1, 1) + AL(2) * qo * Exp(-AL(2) * i * delta_t) * (AL(3) + FL(i)) _ + qo * (1 – Exp(-AL(2) * i * delta_t)) / (i * delta_t)

DTp(1, 2) = DTp(1, 2) + AL(1) * qo * Exp(-AL(2) * i * delta_t) * ((1 – AL(2) * i * delta_t) _

*(AL(3) + FL(i)) + 1)

DTp(1, 3) = DTp(1, 3) + AL(1) * AL(2) * qo * Exp(-ALy(2) * i * delta_t) / AL(3)

191

Next i

' 2.5. ТранспонированиевектораD(Pпл)

For i = 1 To m

dp(i, 1) = DTp(1, i)

Worksheets(Лист 28).Cells(i + 1, 12) = dp(i, 1)

Next i

' 2.6. ФормированиематрицыDT(Pпл)D(Pпл)

For i = 1 To m

For j = 1 To m

DTpDp(i, j) = 0

Next j

Next i

For i = 1 To m

For j = 1 To m

DTpDp(i, j) = DTpDp(i, j) + dp(i, 1) * DTp(1, j)

Worksheets(Лист 28).Cells(i + 1, 12 + j) = DTpDp(i, j)

Next j

Next i

' 2.7. ФормированиевектораDT(S)-производнойотмоделинакопленнойжидкости

G(1) = 0 'Формирование индикаторной матрицы – G(i.i),i = 1, 2, 3

G(2) = 1

G(3) = 0

For i = 1 To m 'формирование вектора строки DTS(1,3)

DTS(1, i) = 0

Next i

For i = 1 To m

DTS(1, 1) = 0

DTS(1, 2) = -qo / (AL(2) * AL(2))

DTS(1, 3) = 0

Next i

' 2.8. ТранспонированиевектораDTS(1,3)

For i = 1 To m

DS(i, 1) = DTS(1, i)

Next i

' 2.9. ФормированиематрицыDT(S)D(S)

For i = 1 To m

For j = 1 To m

DSDTS(i, j) = 0

Next j

Next i

For i = 1 To m

For j = 1 To m

DSDTS(i, j) = DSDTS(i, j) + DS(i, 1) * DTS(1, j)

Next j

192

Next i

' 2.10. ФормированиематрицыA

Gamma(1) = 1 ' формирование индикаторной матрицы(вектора) Г(i,i), i = 1, 2, 3 Gamma(2) = 0

Gamma(3) = 1 For i = 1 To m

For j = 1 To m A(i, j) = DTD(i, j)

Next j Next i

For j = 1 To m

A(j, j) = A(j, j) + kr1 * DTpDp(j, j) + kr2 * Gamma(j) + kr3 * G(j) * DSDTS(j, j) Next j

'For i = 1 To m

'For j = 1 To m

'A(i, j) = DTD(i, j) + kr1 * DTpDp(i, j)

'Next j

'Next i

'Вывод матрицы А

For i = 1 To m For j = 1 To m

Worksheets(Лист 28).Cells(i + 1, 15 + j) = A(i, j) Next j

Next i

'2.11. Вычислениевектораневязоке(Pз)

For i = 1 To n

F(i) = yo + AL(1) * qo * (1 – Exp(-AL(2) * i * delta_t)) * (AL(3) + FL(i)) Ep(i, 1) = y(i) – F(i)

Next i

'2.12. Формированиевектора-столбцаDT(P)E(Pз)

For i = 1 To m For k = 1 To n

DTE(i, 1) = DT(i, k) * Ep(k, 1) Worksheets("Лист26").Cells(6 + i, 8) = DTE(i, 1)

Next k Next i

'2.13. ВычислениеневязкиEp_ попластовомудавлению

'2.13.1. Вычисление пластового давления при текущих значениях параметров AL

p = yo

For i = 1 To Tmax

p = p + AL(1) * AL(2) * qo * Exp(-AL(2) * i * delta_t) * (AL(3) + FL(i)) _ + AL(1) * qo * (1 – Exp(-AL(2) * i * delta_t)) / (i * delta_t)

Next i

Worksheets(Лист 28).Cells(53, 1) = p

193

'2.13.2. Вычисление невязки

Ep_ = P_ – p

Worksheets(Лист 28).Cells(7, 11) = Ep_

'2.14. Вычислениевектораневязкимеждуэкспертнымииискомымизначениямипараметров

For i = 1 To m

EAL_(i) = AL_(i) – AL(i)

Worksheets(Лист 28).Cells(6 + i, 10) = EAL_(i) Next i

'2.15. Вычислениеневязкимеждуэкспертнымииискомымизначенияминакопленнойжидкости

Es = S_ – qo / AL(2)

Worksheets(Лист 28).Cells(7, 9) = Es

'2.16. Вычислениевектора-столбцаDTsEs

For i = 1 To m

DTpEp(i, 1) = DTp(1, i) * Ep_

Worksheets(Лист 28).Cells(6 + i, 12) = DTpEp(i, 1) Next i

'2.17. Формированиевектора-столбцасвободныхчленовВ

For i = 1 To m

B(i) = DTE(i, 1) + kr1 * DTpEp(i, 1) + kr2 * Gamma(i) * EAL_(i) + kr3 * G(i) * Es Worksheets(Лист 28).Cells(6 + i, 14) = B(i)

Next i

' 2.18. РешениеСЛУA*DeltaAL = B

Call ELS_hol_1(B1, C, Y1, A, B, DeltaAL, m) 'Вывод решения DeltaAL

For i = 1 To m

Worksheets(Лист 28).Cells(21 + i2, i) = DeltaAL(i) Next i

'2.19. ОпределениепервогоприближенияпараметровAL

'2.19.1 Расчет функционала качества QLh на шаге L-1

i1 = 1 QLh(i1) = 0

For i = 1 To n

QLh(i1) = QLh(i1) + (y(i) – F(i)) * (y(i) – F(i)) Next i

Worksheets(Лист 28).Cells(20 + i1 + i2 + i2 * 10, 9) = QLh(i1)

'2.19.2. Определение вектора параметров AL(L) = AL(l-1)+h*Delta AL(L-1)

For i = 1 To m ALh(i) = AL(i)

Next i Do

For i = 1 To m

AL(i) = ALh(i) + h * DeltaAL(i)

Worksheets("Лист26").Cells(20 + i1 + i2 + 10 * i2, i + 5) = AL(i) Next i

194

'2.20. ПроверкаусловиясходимостиметодаГаусса–Ньютона

'Расчет функционала качества QL1 на шаге L

QLh(i1 + 1) = 0

For i = 1 To n

F(i) = yo + AL(1) * qo * (1 – Exp(-AL(2) * i * delta_t)) * (AL(3) + FL(i)) QLh(i1 + 1) = QLh(i1 + 1) + (y(i) – F(i)) * (y(i) – F(i))

Next i

Worksheets(Лист 28).Cells(20 + i1 + i2 + 10 * i2, 10) = QLh(i1 + 1) Worksheets(Лист 28).Cells(20 + i1 + i2 + 10 * i2, 11) = i1

Worksheets(Лист 28).Cells(20 + i2 + i1 + 10 * i2, 12) = i2 ' Дробление шага

i1 = i1 + 1 h = h / 2

' Проверка условия сходимости процедуры Гаусса–Ньютона

Loop While (QLh(i1 – 1) > = QLh(1)) And (i1 < = 10) i2 = i2 + 1 QL(i2 – 1) = QLh(1)

QL(i2) = QLh(i1 – 1)

' Проверка условия точности оценки параметров AL Loop While ((QL(i2 – 1) – QL(i2)) / QL(i2) > = 0.1) And (i2 < = 3)

'Окончание процедуры синтеза оптимальных параметров КВД

'_______________________________________________________________________________

'3. Расчет точности оценок и вывод результатов

'3.1. РасчетоценкипластовогодавленияприAL = AL*

PAL = 0

For i = Tmax To Tmax

PAL = yo + AL(1) * qo * (1 – Exp(-AL(2) * i * delta_t)) * (AL(3) + FL(i)) Next i

Worksheets(Лист 28).Cells(7, 17) = PAL

'Расчет относительной ошибки оценки пластового давления в зависимости от

'длительности снятия КВД

DeltaPAL = Abs((PAL – P_ALy) / P_ALy) Worksheets(Лист 28).Cells(34 + n, 1) = PAL

Worksheets(Лист 28).Cells(34 + n, 2) = DeltaPAL Worksheets(Лист 28).Cells(34 + n, 3) = n

Worksheets(Лист 28).Cells(35, 4) = kr1 Worksheets(Лист 28).Cells(35, 5) = P_

'3.2. РасчетотносительнойошибкиоценкипараметровКВД

'AL(3) = Exp(AL(3)) ALy(3) = Log(ALy(3))

DeltaALS = 0 For i = 1 To m

DeltaALy(i) = Abs((AL(i) – ALy(i)) / ALy(i)) DeltaALS = DeltaALS + DeltaALy(i)

Worksheets(Лист 28).Cells(20 + n, 13 + i) = DeltaALy(i) Next i

Worksheets(Лист 28).Cells(20 + n, 17) = DeltaALS Worksheets(Лист 28).Cells(20 + n, 18) = n

Next n ' окончание цикла по числу замеров КВД

End Sub

195

 

ОГЛАВЛЕНИЕ

ПРЕДИСЛОВИЕ

......................................................................................................3

 

ЧАСТЬ 1

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ ИДЕНТИФИКАЦИИ

Глава 1. ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ ИДЕНТИФИКАЦИИ............................................

5

1.1. Развитие теории идентификации систем .....................................

5

1.2. Математические модели объектов идентификации...................

8

1.3. Математические модели объектов-аналогов

 

иаприорной информации ...........................................................

14

1.4. Интегрированные системы моделей иих классификация........

17

1.5. Структура интегрированной системы идентификации..............

22

Глава 2. Линейные интегрированные системы идентификации...................

27

2.1. Линейныеинтегрированныесистемыидентификациисучетом

 

априорной информации опараметрах модели объекта...........

27

2.2. Линейные интегрированные системы идентификации

 

сучетом априорной информации о выходе объекта.................

32

2.3. Комбинированные линейные интегрированные системы

 

идентификации..............................................................................

34

2.4. Линейные динамические интегрированные системы

 

идентификации..............................................................................

35

Глава3. НЕЛИНЕЙНЫЕИНТЕГРИРОВАННЫЕСИСТЕМЫИДЕНТИФИКАЦИИ.......

39

3.1. Нелинейные интегрированные системы идентификации

 

сучетомаприорнойинформацииопараметрахмоделиобъекта..

39

3.2. Нелинейные интегрированные системы идентификации

 

сучетом априорной информации о выходе объекта.................

43

3.3. Нелинейные комбинированные интегрированные системы

 

идентификации .............................................................................

45

3.4. Нелинейные динамические интегрированные системы

 

идентификации .............................................................................

47

Глава 4. НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ

 

ИДЕНТИФИКАЦИИ................................................................................

49

4.1. Линейные непараметрические интегрированные

 

системы идентификации..............................................................

49

4.2. Нелинейные непараметрические интегрированные

 

системы идентификации..............................................................

55

4.3. Непараметрические интегрированные системы

 

идентификации .............................................................................

58

196

 

Глава 5. КАЧЕСТВО ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ ИДЕНТИФИКАЦИИ...........

60

5.1. Качество интегрированных систем идентификации

 

в условиях ихнормального функционирования........................

60

5.2. Критерии качества интегрированных систем

 

идентификации в экстремальных ситуациях..............................

67

5.3. Вопросы оптимизации интегрированных систем

 

идентификации.............................................................................

74

Часть 2

 

ПРИМЕРЫ ПРАКТИЧЕСКОГО ПРИМЕНЕНИЯ ИПРОГРАММНОГО

 

ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ ИДЕНТИФИКАЦИИ

 

Глава 6. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ........................

79

6.1. Прогноз добычи нефти и оценка извлекаемых запасов............

79

6.2. Идентификациягидродинамическихисследованийскважин......

84

6.3. Планирование сокращенных испытаний на безотказность

 

технических систем.......................................................................

89

Глава 7. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ

 

ИДЕНТИФИКАЦИИ ...............................................................................

94

7.1. Структура ифункции интегрированной системы

 

идентификации .............................................................................

94

7.2. Типовыепримерыкомпьютернойтехнологиистатистического

 

моделирования, анализа точности и качества

 

интегрированных систем идентификации..................................

98

7.3. Вопросы проектирования программного обеспечения

 

интегрированных систем идентификации................................

113

7.4. Проектирование иразработка программного обеспечения

 

идентификации ГДИС на основеметода интегрированных

 

моделей КВД ...............................................................................

115

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................................

152

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................

154

Приложение 1. ОСНОВНЫЕПОНЯТИЯИОПРЕДЕЛЕНИЯТЕОРИИМАТРИЦ....

156

Приложение 2. ПРАКТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ОПТИМИЗАЦИИ ФУНКЦИЙ........

162

Приложение 3. КЛАССИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ СИСТЕМ

 

В УСЛОВИЯХ НЕПОЛНОЙ ИНФОРМАЦИИ ............................

170

Приложение 4. ПРИМЕРЫ ТЕКСТОВ ПРОГРАММ ВАРИАНТОВ

 

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ.........................................................

179

197

Учебноеиздание

СЕРГЕЕВВикторЛеонидович

ИНТЕГРИРОВАННЫЕСИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ

Учебноепособие

Научныйредактор доктортехническихнаук, профессорА.Т. Росляк

ВыпускающийредакторТ.С. Савенкова РедакторС.П. Барей КомпьютернаяверсткаВ.П. Аршинова ДизайнобложкиТ.А. Фатеева

Подписанокпечати29.11.2011. Формат60×84/16. Бумага«Cнегурочка».

ПечатьXEROX. Усл. печ. л. 11,52. Уч.-изд. л. 10,41.

Заказ1794-11. Тираж100 экз.

НациональныйисследовательскийТомскийполитехническийуниверситет Системаменеджментакачества

ИздательстваТомскогополитехническогоуниверситетасертифицирована

NATIONAL QUALITY ASSURANCE постандартуBS EN ISO 9001:2008

. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30 Тел/факс: +7 (3822) 56-35-35, www.tpu.ru

198