Методы получения динамики объекта. Активный эксперимент: особенности и методы обработки данных.
Классификация экспериментальных методов получения динамических характеристик
Экспериментальные методы делятся на детерминированные (закономерные) и статистические (вероятные).Таким же образом можно классифицировать и методы получения динамических характеристик, которые являются составляющей математических моделей.
Детерминированные методы получения динамических моделей базируются на предпосылке существования закономерной связи между исходными и входными параметрами в объекте моделирования. Детерминированные методы делятся на метод временных характеристик и частотный метод.
Статистические методы получения динамических характеристик базируются на предпосылке наличия случайных взаимодействий входов и выходов в объекте моделирования или зашумления входов и выходов объекта случайными величинами.
Методы статистической динамики, как и статистической статики, можно разделить на методы активного и пассивного экспериментов.
Кроме чисто экспериментальных методов получения динамических характеристик, используется экспериментально-аналитический метод. Этот метод, как и аналогичный в статике, базируется на получении структуры модели аналитическим методом, а ее параметров (коэффициентов) - экспериментальным методом.
В последнее время, в связи с распространением применения управляющих вычислительных машин на производстве, нашли довольно широкое распространение методы текущей идентификации, которые нацелены на приближения (адаптацию) свойств математических моделей объектов управления свойств самых объектов в процессе их эксплуатации перед использованием моделей в алгоритмах.
|
|
|
При активном эксперименте есть возможность набрать большой объем результатов измерения, но предполагает возможность выбора в каждом измерении тех значений факторов, которые представляют интерес. Если на предварительном этапе анализа результатов измерения необходимо рассматривать как можно больше факторов, но в дальнейшем те факторы, влияние которых на выходные параметры оказывается незначительным, должны быть исключены. При большом числе факторов используют Акт.эксперим. – совокупность методов отсеивания несущественных факторов.
Наиболее известным методом планирования отсеивающих экспериментов является метод случайного баланса. Он предполагает потерю небольшого числа значимых факторов в общей массе незначимых параметров.
Активный эксперимент, целью которого является оптимизация аппроксимирующей модели, называется экстремальным экспериментом. Планирование такого эксперимента заключается в выборе минимального количества и условий проведения измерений, необходимых для нахождения оптимальных условия. Поиск оптимальных условий состоит в последовательном уточнении модели исследуемого объекта.
|
|
|
Методы получения динамики объекта путем пассивного эксперимента.
При проведении пассивного эксперимента в работу объекта не вмешиваются, что является несомненным достоинством пассивного эксперимента, однако при том же объеме он менее точен, чем активный.
Следует заметить, что влияние контролируемых но неуправляемых факторов на выходные величины можно выяснить только путем пассивного эксперимента.
Так как пассивный эксперимент не предполагает вмешательства в работу объекта, можно сказать, что он проводится без задания заранее запланированных уровней факторов.
Основные этапы планирования и проведения пассивного эксперимента
I.
Предварительный. Ознакомление с технологией, аппаратным и приборным оснащением производственного процесса, технологической документацией, результатами проведенных ранее исследований. Составляются планы необходимых предварительных экспериментов, проводятся необходимые предварительные эксперименты.
|
|
|
II.
Планирование и проведение основного эксперимента. Составляется план основного эксперимента, целью которого является создание сложной многофакторной (многомерной) математической модели сложного объекта. Уточняются точки сбора данных и погрешности измерений, подбирается наиболее подходящее сырье, оценивается интервал времени между соседними комплектами измерений и продолжительность эксперимента, проверяется управляемость объекта. Проводится основной эксперимент.
III.
Получение, анализ и интерпретация математической модели исследуемого объекта. На этом этапе вычисляются оценки коэффициентов уравнения регрессии (математической модели), выявляются существенные и несущественные факторы, оценивается работоспособность и адекватность математического описания. Важно заметить, что формой математической модели исследователь на основании каких-либо имеющихся у него данных или соображений задается сам.
IV.
Совершенствование математического описания. Можно либо перейти к более сложной форме математического описания (уравнению более высокого порядка), либо поставить новый эксперимент, планирование нового эксперимента и обработка полученных данных в этом случае ведутся по п. II и III.
V.
Использование работоспособного уравнения регрессии (математической модели) для оптимального управления процессом. Полученная математическая модель может использоваться либо для ручного управления производственным процессом (с помощью режимных карт), либо для создания автоматических систем управления. Следует заметить, что математическое описание, как правило, необходимо периодически уточнять (характеристики объекта меняются со временем).
Дата добавления: 2018-02-18; просмотров: 1499; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!