книги из ГПНТБ / Применение методов статистического моделирования в автоматизированном химическом производстве
..pdfт ->со распределена асимптотически как %2 с п степенями сво боды.
Обозначим |
через х и запишем Н t |
в виде Ht= —х\пх— |
|||
— (1—х) In(1—х). Разложим |
полученное |
выражение в ряд |
|||
Тейлора в окрестности |
точки х = х12- |
|
|
||
— х In х — (1 — х) In (1 — jc) = |
In 2 — 2 (х — 0,5)2 + С (х — 0,5)3, |
||||
где С= 0(1). |
|
|
|
|
|
Отсюда получаем |
|
|
|
|
|
(Н; — In 2) |
|
|
С (Ш- -0,5 |
||
|
= |
£ — 0.5)“- |
|||
|
|
т |
|||
(Я;- I n 2) |
|
|
/В - _ ,0,5 |
|
|
2 от (1и 2—Hj) |
|
2 от С 1 ~ - 0 ,5 | • |
|||
|
|
V 2 V « |
|
|
Обозначим |
|
|
|
Ш‘ -0,5х |
2 |
кт = 2от (In 2 — //;), Р„ = |
| - ------- |
I и |
|
1-у |
|
7 т = - 2 о т С ( ^ - 0 )5 |
|
|
Известно [17], что |
— о /-М |
и |
Отсюда |
->0 |
при от—>°о. |
|
вер |
||
На основании |
теоремы |
Чебышева |
|
|||
[ 1 4 ] —Мут ->0 при |
||||||
от—>оо. Так как limAf^ =0, |
вер |
при от->со. |
Пользуясь |
|||
TOfO->0 |
||||||
теоремой |
о сходимости [14], |
получаем, |
что если Я |
(z)~>F(z), |
||
, , |
я (2). |
|
|
|
Pm |
|
т о Ядт _> |
|
|
|
|
|
/я—>оо
В силу локальной теоремы Муавра-Лапласа заключаем, что F(z) есть распределение квадрата нормально распреде ленной случайной величины, то есть распределение %2 с одной степенью свободы. Случайная же величина
С= 2 |
2 от (In 2 — Н {) = 2 от (n In 2 — 2 Hi) |
(26) |
i=i |
i=i |
|
41
есть сумма п квадратов асимптотически нормальных случай ных величин и, следовательно, асимптотически распределена как f с л степенями свободы. Таким образом, теорема дока зана.
Пусть п — число факторов, влияющих на выходную функ цию качества Q технологического процесса, и пусть значение каждого фактора х ь есть случайная величина, распределен
ная вокруг оптимального значения х*.Тогда случайная вели-
П
чина £= 2m(«ln2—2 Я г), где m — число наблюдений, a Ht —
1=1
эмпирическая энтропия для каждого из п факторов, при пг у с о распределена как % п 2 асимптотически.
Отметим, что этот критерий целесообразно применять в тех случаях, когда значения факторов непрерывно изменяют ся во времени и режим процесса может «плыть». К такого рода процессам относится ряд химико-технологических про цессов производства синтетического каучука, в том числе исследуемые авторами на Воронежском заводе СК, где опи сываемая выше методика широко внедрена.
На основе разработанного статистического критерия эм пирической энтропии вытекает простой способ анализа режи ма технологического процесса и степени близости его к опти мальному с помощью этого критерия. Периодически происхо дит «снятие пробы» — замер m комбинаций параметров про цесса с последующим вычислением значений £. По таблице распределения значений %п2 можно без труда определить коэффициент доверия р, соответствующий эмпирическому значению £*. Если коэффициент доверия р = Р(%2п>0) слишком мал (или, наоборот, слишком велик**), то это свидетельствует о том, что наша гипотеза относительно отсутствия смещения значений параметров процесса вокруг оптимального, вектораточки х п*) несправедлива. В этом случае необходимо отрегулировать процесс относительно «-мерной точки (х,*...
эсл*).Если же коэффициент доверия р близок к 0,5, то это сви детельствует о том, что у нас нет оснований считать гипотезу о налаженном течении процесса неверной и, следовательно, вмешиваться в течение этого процесса. Отметим, что пг должно быть не меньше 20. Для «г<20 распределение значе ний £ может существенно отклоняться от распределения х„2.
Таким образом, подводя итоги, можно сказать, что приме нение критерия эмпирической энтропии позволяет заменить контроль качества выходного продукта контролем близости
*Такие таблицы имеются во всех руководствах и справочниках по ма тематической статистике,, например в работе [14].
**Например, для р = 0,05.
42
параметров процесса к оптимальному режиму. После каждой контрольной проверки процесса по всем параметрам эмпири ческое значение полученной величины £ должно сопоставлять ся с распределением х„2.В случае несущественности отклоне ния по критерию течение процесса может быть сочтено доста точно близким к оптимальному.
П Р И Л О Ж Е Н И Е
ПРОГРАММА ОТБОРА ФАКТОРОВ И ПОСТРОЕНИЯ НЕЛИНЕЙНОЙ МОДЕЛИ ЗАВИСИМОСТИ ВЫХОДНОГО ЗНАЧЕНИЯ ОТ ФАКТОРОВ
ИНСТРУКЦИЯ п о ПОЛЬЗОВАНИЮ ПРОГРАММОЙ
Перфокарты вводятся в следующем порядке:
1. Программа ввода, состоящая из 9 перфокарт В.1—В.9.
2. |
Константы задачи — 2 сменных перфокарты К.1 |
см. и |
|
К-2 см. |
|
|
|
3. |
— >• |
— > |
— > |
Начальные данные задачи — векторы х и .. ., хп и W по |
Nчисел.
4.Основная программа — перфокарты 1—21.
Весь массив перфокарт вводится «начальным пуском». Конец линейной задачи («стоп») — в команде № 2463, нели нейной— в команде № 2471. Начальные данные задачи про биваются в десятичной системе, а константы задачи (на пер фокартах К1 см. и К2 см.) — в двоично-восьмеричной систе ме. Отметим, что для нелинейной задачи под числом п в кон станте на перфокарте К2 см. подразумевается количество эле ментов первой степени.
Перфокарты 19—21 вводятся после проведения всех вы числений и используются в качестве перфокарт команд, под готовляющих и осуществляющих печать результатов счета.
46
|
|
|
ПРОГРАММА ВВОДА |
|
|
|
|||
0000 |
0 |
|
|
|
|
|
|
В 1 |
|
1 |
30 |
0100 |
— |
0137 |
Ввод |
программы ввода |
|
||
2 |
31 |
— |
0020 |
0001 |
|
В.2—В.9 |
|
||
3 |
30 |
0100 |
— |
0016 |
|
Ввод |
и К2 |
|
|
4 |
31 |
— |
0410 |
0001 |
|
|
|
|
|
5 |
26 |
0425 |
0126 |
0001 |
|
|
|
|
|
6 |
17 |
0001 |
0020 |
0001 |
|
|
|
|
|
7 |
62 |
0010 |
0001 |
0010 |
|
|
|
|
|
10 |
66 |
0425 |
0112 |
0431 |
|
N I А |
|
|
|
1 |
26 |
0431 |
0113 |
0430 |
|
AMI А |
|
|
|
2 |
26 |
0430 |
0113 |
0002 |
|
N III А |
|
|
|
3 |
34 |
— |
— |
0147 |
|
|
|
|
|
0020 |
0 |
3777 |
3777 |
|
|
|
|
В. |
2 |
1 |
0 |
0001 |
0001 |
0001 |
|
|
|
|
|
0022 |
62 |
0002 |
0412 |
0432 |
|
(77-1) III А |
|
||
3 |
22 |
0431 |
0430 |
0433 |
|
N 1 я U А |
|
||
4 |
22 |
0431 |
0002 |
0434 |
|
N (I |
и III) |
А |
|
5 |
30 |
0402 |
3001 |
0016 |
|
|
|
|
|
6 |
31 |
— |
0001 |
0005 |
Считывание |
КИС |
|
||
7 |
77 |
0020 |
0150 |
0001 |
|
|
|
|
|
0030 |
0 |
3000 |
3477 |
3500 |
|
|
|
|
|
1 |
22 |
0036 |
0432 |
0036 |
|
|
|
|
|
2 |
22 |
0041 |
0430 |
0041 |
|
|
|
|
|
3 |
22 |
0043 |
0432 |
0043 |
|
|
|
|
|
4 |
0 |
— |
|
0016 |
|
|
|
В. |
3 |
35 |
01 |
0016 |
0416 |
0016 |
Ввод с перфокарт |
|
|||
6 |
30 |
0100 |
— |
0* |
|
||||
_ь _^ |
_у |
_ |
|
|
|||||
7 |
31 |
|
1055 |
0001 |
|
|
|||
|
х и х 2.....х т Wn {N— 1 штук) |
|
“
47
0040 |
77 |
— |
0002 |
3777 |
1 |
0 |
1055 |
0* |
1055 |
2 |
0 |
- |
— |
— |
3 |
30 |
1400 |
— |
0* |
4 |
31 |
— |
1055 |
0001 |
5 |
22 |
0043 |
0423 |
0043 |
6 |
75 |
0016 |
0424 |
0035 |
7 |
35 |
0410 |
0416 |
0066 |
С050 |
0 |
0052 |
— |
0042 |
1 |
34 |
- |
— |
0036 |
2 |
34 |
— |
— |
0053 |
0053 |
26 |
0424 |
0126 |
0001 |
4 |
17 |
0001 |
0020 |
0001 |
5 |
62 |
0056 |
0001 |
0056 |
6 |
66 |
0424 |
0112 |
0427 |
7 |
26 |
0427 |
0126 |
0002 |
0060 |
22 |
0427 |
0002 |
0426 |
1 |
0 |
0064 |
— |
0016 |
2 |
0 |
0065 |
— |
0017 |
3 |
34 |
— |
— |
0016 |
4 |
30 |
0100 |
— |
0320 |
5 |
31 |
— |
0020 |
0001 |
0066 |
0 |
0043 |
— |
0101 |
7 |
0 |
— |
— |
0014 |
0070 |
0 |
0424 |
— |
0013 |
1 |
22 |
0072 |
0432 |
0072 |
2 |
30 |
0400 |
0000 |
0* |
3 |
31 |
|
0627 |
0001 |
П р о д о л ж е н и е
Перевод < 10> —>■< 2>
Запись на ОМБ
Xj (N штук)
Нелинейная |
задача |
|
Линейная |
задача |
В. 4 |
Ввод W с перфокарт
п1 А
п111 А
п(I, III) А
Ввод 1—18 перфокарт программы
В. 5
Нелинейный случай
Считывание с ОМБ
48
4 |
0 |
|
|
0012 |
5 |
03 |
0627 |
0627 |
1055 |
6 |
22 |
0075 |
0021 |
0075 |
7 |
01 |
0012 |
0416 |
0012 |
0100 |
75 |
0012 |
0425 |
0075 |
1 |
0 |
|
|
|
2 |
31 |
— |
1055 |
0001 |
3 |
22 |
0101 |
0423 |
0101 |
4 |
22 |
0072 |
0423 |
0072 |
5 |
01 |
0013 |
0416 |
0013 |
6 |
01 |
0014 |
0416 |
0014 |
7 |
0 |
0145 |
— |
0075 |
ОНО |
75 |
0014 |
0424 |
0072 |
1 |
0 |
0101 |
— |
0131 |
2 |
0 |
0424 |
— |
0014 |
3 |
0 |
— |
— |
0016 |
4 |
02 |
0014 |
0416 |
0014 |
5 |
22 |
0117 |
0432 |
0117 |
6 |
22 |
0117 |
0423 |
0121 |
7 |
30 |
0400 |
— |
— |
0120 |
31 |
_ |
0627 |
0001 |
1 |
0 |
— |
— |
— |
2 |
31 |
— |
1055 |
0001 |
3 |
0 |
— |
— |
0012 |
4 |
03 |
0627 |
1055 |
1055 |
5 |
22 |
0124 |
0021 |
0124 |
6 |
01 |
0012 |
0416 |
0012 |
7 |
75 |
0425 |
0012 |
0124 |
П р о д о л ж е н и е
■*1 » х п
В. 6
Запись Xi2,..., х п2 на МБ
В. 7
Считывание x t
Считывание х 2
4 Зак. 396 |
49 |
130 |
0 |
0146 |
— |
0124 |
1 |
0 |
|
|
|
2 |
31 |
— |
1055 |
0001 |
3 |
22 |
0121 |
0423 |
0121 |
4 |
22 |
0131 |
0423 |
0131 |
5 |
01 |
0016 |
0416 |
0016 |
6 |
75 |
0014 |
0016 |
0121 |
7 |
22 |
0117 |
0423 |
0117 |
0140 |
01 |
0013 |
0014 |
0013 |
1 |
75 |
0014 |
0416 |
0113 |
2 |
0 |
0013 |
— |
0424 |
3 |
34 |
— |
— |
0050 |
4 |
0 |
|
|
|
5 |
03 |
0627 |
0627 |
1055 |
6 |
03 |
0627 |
1055 |
1055 |
0147 |
30 |
0403 |
— |
3340 |
0150 |
31 |
— |
0435 |
— |
1 |
34 |
— |
— |
0022 |
20
30
40
50
60
70
0410 |
0 |
|
|
|
0411 |
0 |
0001 |
— |
— |
2 |
0 |
— |
— |
0001 |
3 |
0 |
0001 |
0001 |
— |
4 |
0 |
0001 |
— |
0001 |
5 |
40 |
|
|
|
6 |
01 |
1000 |
|
|
7 |
02 |
1000 |
|
|
П р о д о л ж е н и е
В. 8
Запись на ОМБ x lt х 2,...
В . 9
Очистка накопителя
01100000000000 |
Л\1 см |
50
0420 |
03 |
1000 |
1 |
0 |
1000 |
2 |
0 |
0702 |
3 |
0 |
0226 |
0424 |
0 |
|
5 |
0 |
|
0426 |
0 |
|
7
1
2
3
4
5
6
7
Пр о д о л ж е н и е
П 1 |
К. 2 см |
>в двоичной |
системе |
N |
|
|
|
ОСНОВНАЯ |
ПРОГРАММА |
|
|
0020 |
0 |
0416 |
— |
0440 |
|
1 |
14 |
— |
0017 |
0001 |
|
2 |
22 |
0034 |
0432 |
0034 |
|
3 |
01 |
1055 |
0001 |
0001 |
|
4 |
22 |
0023 |
0411 |
0023 |
|
5 |
01 |
0017 |
0416 |
0017 |
|
6 |
75 |
0017 |
0425 |
0023 |
|
7 |
04 |
0001 |
0425 |
0441 |
|
0030 |
02 |
1055 |
0441 |
0627 |
—> —V _ |
1 |
22 |
0030 |
0414 |
0030 |
S = W — 1Г |
|
|||||
2 |
02 |
0017 |
0416 |
0017 |
|
3 |
75 |
0017 |
0415 |
0030 |
|
4* |
01 |