RU2334262C1 - Method of system abeyance control - Google Patents
Method of system abeyance control Download PDFInfo
- Publication number
- RU2334262C1 RU2334262C1 RU2007116079/09A RU2007116079A RU2334262C1 RU 2334262 C1 RU2334262 C1 RU 2334262C1 RU 2007116079/09 A RU2007116079/09 A RU 2007116079/09A RU 2007116079 A RU2007116079 A RU 2007116079A RU 2334262 C1 RU2334262 C1 RU 2334262C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- value
- control
- entropy
- parameter
- uncertainty
- Prior art date
Links
Landscapes
- Feedback Control In General (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к способам контроля и управления и может быть использовано в энергетике, медицине, в пищевой, химической, металлургической и других отраслях промышленности, а также при организации мониторинга и управления в социально-экономических системах. Целью изобретения является повышение эффективности контроля состояния системы и организация управления ею в условиях неопределенности.The invention relates to methods of control and management and can be used in energy, medicine, in the food, chemical, metallurgical and other industries, as well as in the organization of monitoring and control in socio-economic systems. The aim of the invention is to increase the efficiency of monitoring the state of the system and the organization of its management in conditions of uncertainty.
Известен способ контроля и управления, основанный на использовании для организации контроля и управления величины энтропийного потенциала системы Δэ, как унифицированной характеристики неопределенности ее состояния по рассматриваемому параметру у (патент RU №2296356, МПК G05B 13/00. Способ контроля и управления динамической системой. /Лазарев В.Л. (RU), C1, 2007.03.27.). Величина энтропийного потенциала определяется как половина диапазона равномерного распределения в интервале от -Δэ и до Δэ, имеющего такую же энтропию, как и у конкретного параметра с конкретным законом распределения. При таком определении величина энтропийного потенциала может быть выражена через энтропию системы Н(у) в видеA known method of control and management, based on the use for the organization of control and management of the entropy potential of the system Δ e , as a unified characteristic of the uncertainty of its state according to the parameter under consideration (patent RU No. 2296356, IPC G05B 13/00. Method of monitoring and control of a dynamic system. / Lazarev V.L. (RU), C1, 2007.03.27.). The value of the entropy potential is defined as half the range of uniform distribution in the range from -Δ e to Δ e , which has the same entropy as a specific parameter with a specific distribution law. With this definition, the value of the entropy potential can be expressed through the entropy of the system H (y) in the form
Очевидно, что возрастание величины Δэ свидетельствует об увеличении энтропии, а следовательно, и степени неопределенности состояния системы и наоборот. Аналогичное, более частное понятие - энтропийное значение погрешности было введено в приборостроении для характеристики погрешностей средств измерений. В монографии «Электрические измерения неэлектрических величин» авторы А.Н.Туричин, П.В.Новицкий, Е.С.Левшина и др. /Под ред. П.В.Новицкого. - Л.: Энергия, 1975, приведены соответствующие обоснования и выкладки. Достоинством использования понятия величины энтропийного потенциала для организации контроля и управления является то, что она может быть выражена через характеристики рассеяния параметра в видеObviously, an increase in Δ e indicates an increase in entropy, and therefore, the degree of uncertainty in the state of the system and vice versa. A similar, more particular concept - the entropy value of the error was introduced in instrumentation to characterize the errors of measuring instruments. In the monograph "Electrical measurements of non-electric quantities" authors A.N. Turichin, P.V. Novitsky, E.S. Levshina et al. / Ed. P.V. Novitsky. - L .: Energy, 1975, the corresponding justifications and calculations are given. The advantage of using the concept of the magnitude of the entropy potential for the organization of control and management is that it can be expressed through the scattering characteristics of the parameter in the form
Δэ=σ·Кэ,Δ e = σ · K e ,
где σ - величина среднеквадратического отклонения параметра; Кэ - энтропийный коэффициент закона распределения параметра. Величина Кэ зависит от вида закона распределения и может изменяться в пределах от 0 и до 2,066 (В реальных ситуациях обычно диапазон изменения лежит в пределах от 1 и до 2,066). Причем максимальное значение Кэ=2,066 соответствует нормальному закону распределения. То есть при одинаковой величине σ нормальный закон распределения дает наибольшее значение энтропии или наибольший дестабилизирующий эффект или наибольшую степень неопределенности состояния параметра относительно других законов распределения. Определение величины Кэ зачастую может быть осуществлено без проведения экспериментальных исследований: аналитическим путем, на основании аналогий, исходя из физического смысла и др. В вышеуказанной монографии приведены методики и специальные номограммы по определению величин Кэ для различных ситуаций и комплексов проявлений случайных составляющих параметров. Ограниченный объем выборки необходим только для получения оценки величины σ. Таким образом, для определения величины энтропийного потенциала зачастую требуется меньший объем выборки измерительной информации, чем для получения соответствующей оценки энтропии. При этом затраты для получения оценок величин Δэ будут на порядок меньше затрат, необходимых для получения соответствующих оценок энтропии, для которых необходимо определение функций плотности распределений параметра на каждом цикле контроля или управления, что в свою очередь требует значительно большего объема выборки измерительной информации и дополнительных трудозатрат на ее обработку. Использование понятия энтропийного потенциала - Δэ позволяет объективно охарактеризовать степень неопределенности рассматриваемого параметра системы в единицах его измерения.where σ is the standard deviation of the parameter; To e is the entropy coefficient of the distribution law of the parameter. The value of K e depends on the type of distribution law and can vary from 0 to 2.066 (In real situations, usually the range of change lies in the range from 1 to 2.066). Moreover, the maximum value of K e = 2,066 corresponds to the normal distribution law. That is, with the same value of σ, the normal distribution law gives the greatest value of entropy or the greatest destabilizing effect or the greatest degree of uncertainty of the state of the parameter relative to other distribution laws. The determination of K e can often be carried out without conducting experimental studies: analytically, based on analogies, based on physical meaning, etc. The above monograph contains methods and special nomograms for determining K e values for various situations and complexes of manifestations of random component parameters. A limited sample size is only necessary to obtain an estimate of σ. Thus, to determine the magnitude of the entropy potential, a smaller sample size of the measurement information is often required than to obtain an appropriate estimate of the entropy. Moreover, the costs for obtaining estimates of Δ e will be an order of magnitude less than the costs required to obtain the corresponding estimates of entropy, for which it is necessary to determine the density distribution functions of the parameter on each control or control cycle, which in turn requires a significantly larger sample of measurement information and additional labor costs for its processing. Using the concept of entropy potential - Δ e allows you to objectively characterize the degree of uncertainty of the considered parameter of the system in units of its measurement.
Однако в ряде случаев этого может оказаться недостаточно, так как возникнет необходимость учета и некоторого базового значения Хn, на фоне или относительно которого рассматривается состояние неопределенности. В этих случаях состояние неопределенности системы предлагается характеризовать величиной комплексного энтропийного потенциала - LΔ, определяемой из следующего соотношенияHowever, in some cases this may not be enough, since there will be a need to take into account some basic value X n , against or against which the state of uncertainty is considered. In these cases, the state of uncertainty of the system is proposed to be characterized by the value of the complex entropy potential - L Δ , determined from the following relation
В качестве величины Хn может быть использована величина математического ожидания параметра - mx или величина его номинального значения. Однако, если изменения параметра происходят в окрестности нуля, то величина LΔ может обращаться в бесконечность. В этих случаях в качестве величины Хn могут быть использованы величины диапазона изменения этого параметра, предельно-допустимого значения и др. При контроле и управлении качеством процесса регулирования параметра на основании его энтропийного потенциала в качестве величины Хn целесообразно выбрать величину уставного значения (уставки) регулятора. В частности, в качестве величины Хn также может быть выбрана какая-либо базовая величина энтропийного потенциала Δэб. Согласно сделанному определению величина LΔ является безразмерной и при необходимости может быть выражена в процентах. Изменение состояния неопределенности системы после каждого этапа эволюции или управления может быть оценено по величине приращения или дифференциала комплексного энтропийного потенциала dLΔ.As the value of X n can be used the value of the mathematical expectation of the parameter - m x or the value of its nominal value. However, if changes in the parameter occur in the vicinity of zero, then the quantity L Δ can go to infinity. In these cases, the values of the range of variation of this parameter, the maximum permissible value, etc. can be used as the value of X n . When monitoring and controlling the quality of the process of regulating a parameter based on its entropy potential, it is advisable to choose the value of the set value (set point) as the value of X n regulator. In particular, as the value of X n can also be selected any basic value of the entropy potential Δ eb . According to the definition made, the value of L Δ is dimensionless and, if necessary, can be expressed as a percentage. The change in the system uncertainty state after each stage of evolution or control can be estimated by the increment or differential of the complex entropy potential dL Δ .
dLΔ=Кэdσ/Xn+σdKэ/Xn-KэσdXn/Xn 2.dL Δ = K e dσ / X n + σdK e / X n -K e σdX n / X n 2 .
Величина комплексного энтропийного потенциала может использоваться в качестве критерия энтропийного подобия при контроле состояний неопределенности различных параметров систем.The value of the complex entropy potential can be used as a criterion of entropy similarity when monitoring the states of uncertainty of various parameters of systems.
Контроль и управление состоянием неопределенности системы на основании величины комплексного энтропийного потенциала параметра может быть осуществлен, помимо контроля и изменения величин Кэ и σ, также за счет определения и целенаправленного изменения величины базового значения в допустимых пределах. Для этого, в зависимости от конкретной ситуации, определяют базовое значение параметра системы, рассчитывают величину LΔ, определяют изменение ее после каждого этапа эволюции или управления системой по величине приращения или дифференциала комплексного энтропийного потенциала. Управление состоянием неопределенности системы по величине LΔ осуществляют путем изменения настроек базового значения, задающих диапазон изменения параметра, или его предельное значение, или величину его математического ожидания, или величину уставки регулятора, или его номинальное значение, или базовую величину энтропийного потенциала.Monitoring and control of the state of uncertainty of the system on the basis of the magnitude of the complex entropy potential of the parameter can be carried out, in addition to monitoring and changing the values of K e and σ, also by determining and purposefully changing the magnitude of the base value within acceptable limits. To do this, depending on the specific situation, determine the basic value of the system parameter, calculate the value of L Δ , determine its change after each stage of evolution or control of the system by the magnitude of the increment or differential of the complex entropy potential. The system of the state of uncertainty of the system in terms of L Δ is controlled by changing the settings of the base value that specify the range of the parameter, or its limit value, or the value of its mathematical expectation, or the value of the controller's setpoint, or its nominal value, or the base value of the entropy potential.
Для иллюстрации можно привести следующий пример. Так, величина энтропийного потенциала, равная 15°С, характеризующая нестабильность температурного поля в объеме печи для выпечки хлебобулочных изделий при требуемом температурном уровне 150°С является нежелательной, так как может привести к появлению брака (в виде отдельных буханок с пригорелой и растрескавшейся поверхностью и буханок с недостаточной степенью пропеченности). Та же величина энтропийного потенциала температурного поля в верхней части горна доменной печи с уровнем температуры 1500°С и выше не окажет существенного влияния на качество выплавляемого чугуна. Величина комплексного энтропийного потенциала температурного поля хлебопекарной печи будет равна 10%, а для доменной печи не будет превышать 1%. Для хлебопекарной печи величина комплексного энтропийного потенциала температурного поля может быть уменьшена за счет увеличения температурного уровня до 160°С, что для некоторых видов продукции допускается технологическими инструкциями (LΔ=9.4%). Это естественно приведет к уменьшению брака от неоднородности температурного поля.To illustrate, you can give the following example. So, the value of the entropy potential equal to 15 ° C, characterizing the instability of the temperature field in the volume of the oven for baking bakery products at the required temperature level of 150 ° C, is undesirable, since it can lead to the appearance of marriage (in the form of separate loaves with a burnt and cracked surface and loafs with insufficient degree of baking). The same value of the entropy potential of the temperature field in the upper part of the hearth of a blast furnace with a temperature level of 1500 ° C and above will not have a significant effect on the quality of cast iron. The value of the complex entropy potential of the temperature field of the baking oven will be 10%, and for a blast furnace it will not exceed 1%. For a baking oven, the value of the complex entropy potential of the temperature field can be reduced by increasing the temperature level to 160 ° C, which for some types of products is allowed by technological instructions (L Δ = 9.4%). This will naturally lead to a decrease in rejects from the inhomogeneity of the temperature field.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007116079/09A RU2334262C1 (en) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Method of system abeyance control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2007116079/09A RU2334262C1 (en) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Method of system abeyance control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2334262C1 true RU2334262C1 (en) | 2008-09-20 |
Family
ID=39868112
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2007116079/09A RU2334262C1 (en) | 2007-04-27 | 2007-04-27 | Method of system abeyance control |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2334262C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2589367C1 (en) * | 2015-02-03 | 2016-07-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) | Method of monitoring emergency situations in conditions of uncertainty of medium |
-
2007
- 2007-04-27 RU RU2007116079/09A patent/RU2334262C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2589367C1 (en) * | 2015-02-03 | 2016-07-10 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Санкт-Петербургский государственный морской технический университет" (СПбГМТУ) | Method of monitoring emergency situations in conditions of uncertainty of medium |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN108920792A (en) | A kind of agitating friction weldering Fatigue Life Prediction method based on crackle extension | |
| US9416458B2 (en) | Methods for determining green electrode electrical resistivity and methods for making electrodes | |
| Han et al. | Evaluation of measurement uncertainty based on grey system theory for small samples from an unknown distribution | |
| EP3863102B1 (en) | Temperature compensation system and method for lithium battery capacity measurement, and storage medium | |
| RU2334262C1 (en) | Method of system abeyance control | |
| CN110918655A (en) | Refined heating control method | |
| CN110598185B (en) | Coke oven coking unit consumption influence factor sequencing method and system | |
| Soleimani Pour-Damanab et al. | Kinetics of the crust thickness development of bread during baking | |
| Grigorovich et al. | Analysis and optimization of ladle treatment technology of steels processing | |
| Flynn et al. | Does the interval from primary surgery to chemotherapy influence progression-free survival in ovarian cancer? | |
| CN106202937B (en) | M50 steel forgings make carbide size prediction technique in tissue | |
| CN110489848B (en) | Method for predicting corrosion fatigue crack propagation rates at different seawater flow velocities | |
| CN109072333A (en) | By steel stove or heat-treatment furnace to the real-time control of the heating of component | |
| CN109472090B (en) | Prediction method for minimum mixing time of steel ladle | |
| Lohmar et al. | The precise prediction of rolling forces in heavy plate rolling based on inverse modeling techniques | |
| Istudor et al. | Evaluation of carbon dioxide released by bread dough during proving stage | |
| Sarker et al. | Design of Software-Based Optimal Signals for System Identification | |
| US11072821B2 (en) | Identifying transition points in chemical reactions | |
| CN108760797B (en) | Method for processing expansion curve of metal material | |
| Zheng et al. | A method to reduce the scatter in fatigue crack growth rate data | |
| Blüthgen | Transcriptional feedbacks in mammalian signal transduction pathways facilitate rapid and reliable protein induction | |
| Ji et al. | Implications of differential size-scaling of cell-cycle regulators on cell size homeostasis | |
| Cox et al. | Discrete-event simulation of process control in low volume high value industries | |
| JP2019143190A (en) | Method for operating blast furnace | |
| CN115792129A (en) | Carbon emission monitoring method and system based on single-point flow velocity measurement |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140428 |