Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Применение методов статистического моделирования в автоматизированном химическом производстве

..pdf
Скачиваний:
8
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
2.69 Mб
Скачать

т ->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

 

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 _^

_

 

 

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

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ