Сергеев В.Л. Интегрированные системы идентификации

Подождите немного. Документ загружается.

191

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. Формирование матрицы частных производных – 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. Транспонирование матрицы частных производных – D(Pз)

For i = 1 To m

For j = 1 To n

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

Next j

Next i

' 2.3. Вычисление произведения матриц DT(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. Формирование вектора DT(Pпл) – интеграла от производной модели КВД

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)

192

Next i

' 2.5. Транспонирование вектора D(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. Формирование матрицы DT(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. Формирование вектора DT(S)-производной от модели накопленной жидкости

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. Транспонирование вектора DTS(1,3)

For i = 1 To m

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

Next i

' 2.9. Формирование матрицы DT(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

193

Next i

' 2.10. Формирование матрицы A

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. Вычисление вектора невязок е(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. Формирование вектора -столбца DT(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. Вычисление невязки Ep_ по пластовому давлению

'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

194

'2.13.2. Вычисление невязки

Ep_ = P_ – p

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

'2.14. Вычисление вектора невязки между экспертными и искомыми значениями параметров

For i = 1 To m

EAL_(i) = AL_(i) – AL(i)

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

Next i

'2.15. Вычисление невязки между экспертными и искомыми значениями накопленной жидкости

Es = S_ – qo / AL(2)

Worksheets(Лист 28).Cells(7, 9) = Es

'2.16. Вычисление вектора-столбца DTsEs

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. Формирование вектора-столбца свободных членов В

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. Решение СЛУ A*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. Определение первого приближения параметров AL

'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

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

195

'2.20. Проверка условия сходимости метода Гаусса–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. Расчет оценки пластового давления при AL = 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. Расчет относительной ошибки оценки параметров КВД

'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

196

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

и априорной информации ...........................................................14

1.4. Интегрированные системы моделей и их классификация........17

1.5. Структура интегрированной системы идентификации..............22

Глава 2. Линейные интегрированные системы идентификации ...................27

2.1. Линейные интегрированные системы идентификации с учетом

априорной информации о параметрах модели объекта ...........27

2.2.

Линейные интегрированные системы идентификации

с учетом априорной информации о выходе объекта .................32

2.3. Комбинированные линейные интегрированные системы

идентификации..............................................................................34

2.4. Линейные динамические интегрированные системы

идентификации..............................................................................35

Глава 3. НЕЛИНЕЙНЫЕ ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ ИДЕНТИФИКАЦИИ.......39

3.1. Нелинейные интегрированные системы идентификации

с учетом априорной информации о параметрах модели объекта ..39

3.2. Нелинейные интегрированные системы идентификации

с учетом 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

197

Глава 5. КАЧЕСТВО ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ ИДЕНТИФИКАЦИИ ...........60

5.1. Качество интегрированных систем идентификации

в условиях их нормального 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 И ПРОГРАММНОГО

ОБЕСПЕЧЕНИЯ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ ИДЕНТИФИКАЦИИ

Глава 6. ПРИМЕРЫ РЕШЕНИЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКИХ ЗАДАЧ........................79

6.1. Прогноз добычи нефти и оценка извлекаемых запасов ............79

6.2. Идентификация гидродинамических исследований скважин......84

6.3. Планирование сокращенных испытаний на безотказность

технических систем .......................................................................89

Глава 7. ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ

ИДЕНТИФИКАЦИИ ...............................................................................94

7.1. Структура и функции интегрированной системы

идентификации .............................................................................94

7.2. Типовые примеры компьютерной технологии статистического

моделирования, анализа точности и качества

интегрированных систем

идентификации ..................................98

7.3. Вопросы проектирования программного обеспечения

интегрированных систем идентификации ................................113

7.4. Проектирование и разработка программного обеспечения

идентификации ГДИС на основе метода интегрированных

моделей КВД ...............................................................................115

ЗАКЛЮЧЕНИЕ....................................................................................................152

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ......................................................................................154

Приложение 1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕОРИИ МАТРИЦ ....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

198

Учебноеиздание



СЕРГЕЕВВикторЛеонидович





ИНТЕГРИРОВАННЫЕСИСТЕМЫ

ИДЕНТИФИКАЦИИ



Учебноепособие



Научныйредактор

доктортехническихнаук

профессорА.Т. Росляк

Выпускающий редактор

Т.С. Савенкова

Редактор

С.П. Барей

Компьютерная верстка

В.П. Аршинова

Дизайн обложки

Т.А. Фатеева

Подписано к печати 29.11.2011. Формат 60×84/16. Бумага «Cнегурочка».

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

Заказ 1794-11. Тираж 100 экз.

Национальный исследовательский Томский политехнический университет

Система менеджмента качества

Издательства Томского политехнического университета сертифицирована

NATIONAL QUALITY ASSURANCE по стандарту BS EN ISO 9001:2008

. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30

Тел/факс: +7 (3822) 56-35-35, www.tpu.ru