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[科研心得] 问题:如何从数据里估算普瓦松分布的均值?

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楼主
 楼主| 发表于 2019-2-4 11:38:35 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本帖最后由 晨枫 于 2019-2-3 22:42 编辑 " U5 b3 P. L2 J) N9 M: I3 Q

3 {8 T2 O) G' v4 M9 p一般估算均值是简单的算术平均,但我的问题比较特别,其实都不是统计问题。3 R' i. w% r% O* f/ @, |& S

: X; Y; v4 b* A. x3 Y% C是这样的,我有一个吸收塔,从塔顶到塔底有一个温度分布,形状大体像普瓦松分布:
0 f( c  s  c  y$ F, j* ^, z6 d/ P7 B3 L8 r3 `: E! m

# J2 k- R: G9 ~* z! `+ k
/ Z  B) M) D* l8 m$ C8 U6 l3 l4 R9 f我要估算峰值出现在哪块塔板,所以想到用统计的办法。实际上,统计里这是概率密度,曲线高低代表在这一点的采样“数量”,但我在每一个点只有一个数据点。说到底,我就是要拟合一个“钟形曲线”,然后找峰值所在点。相当于上图中红线(或者lambda=2)里横轴1-2之间的位置。% I4 j8 i6 r6 f0 O

/ D9 H& [0 w6 V) w2 x2 \( J  _/ r正态分布有现成的计算办法,但这样的“扭曲正态分布”或者普瓦松分布有什么简单办法吗?我需要能在DCS上实现,所以不能用太复杂的离线算法。
% w+ t! }( y" E  W- V  m, [$ V5 |: R  O) L% R
爱坛里博士多如狗,教授满地走,想象起来,或许有谁在工作中碰到过类似的问题?

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沙发
 楼主| 发表于 2019-2-4 12:30:40 | 只看该作者
没人理我?都在忙着吃年夜饭?; F9 t* a, y8 {$ L3 @! @7 Z
8 T: K7 I- ]. c7 i
@煮酒正熟 @holycow @tanis @关中农民 @老马丁 @Dracula
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  • TA的每日心情
    奋斗
    前天 01:41
  • 签到天数: 2106 天

    [LV.Master]无

    板凳
    发表于 2019-2-4 12:43:06 | 只看该作者
    泊松分布?我还是没理解你釆样拿到了哪些数据点
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  • TA的每日心情
    慵懒
    13 小时前
  • 签到天数: 2344 天

    [LV.Master]无

    地板
    发表于 2019-2-4 12:45:32 | 只看该作者
    没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?
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    5#
     楼主| 发表于 2019-2-4 12:46:13 | 只看该作者
    holycow 发表于 2019-2-3 22:43
    . x5 z% a9 `' n# B5 g9 [+ g泊松分布?我还是没理解你釆样拿到了哪些数据点
    : U. T4 r# q. h( Z/ a
    是我描述得不好。再来一遍。
      t. X4 O& h* e" X: N0 \/ w7 t* L: y* x5 S" N1 Q. H
    我有一条样子像泊松分布的温度分布曲线,但只有几个稀疏的点,想用类似泊松分布的曲线内插,然后计算峰值所在的横坐标点。* I  e7 i- @1 Y# _4 N+ p

    4 w1 i. |2 |+ F6 y9 [* A3 r这要用于在线计算,不能搞非线性最小二乘之类的复杂算法。/ l/ M7 ~0 O* M  d' G
    : q! l& o9 R# Q9 U( W  {
    怎么弄?
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    该用户从未签到

    6#
     楼主| 发表于 2019-2-4 12:47:08 | 只看该作者
    本帖最后由 晨枫 于 2019-2-3 22:48 编辑 1 G6 z6 o  E: S7 `& U
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:45
    . C) E1 h, y2 R: f' H没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?

    : y& m+ G& L8 J7 k4 }* y
    + d2 P9 w; x8 m# q' ^: a抱歉抱歉,差不多就是这个意思,不过不是传统的对称正态分布,而是歪向一边的skewed normal distribution,请见5楼,不知道是否描述清楚一点?
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    该用户从未签到

    7#
     楼主| 发表于 2019-2-4 12:50:27 | 只看该作者
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:459 q  ^+ s' z8 v, j
    没怎么看明白题目,您是说已知y值,要求对应正态分布?
    9 @3 L& q/ r# O, B; S  M
    如果太麻烦,最后可能也就用对称的正态分布近似了。反正都是近似……
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  • TA的每日心情
    慵懒
    13 小时前
  • 签到天数: 2344 天

    [LV.Master]无

    8#
    发表于 2019-2-4 12:52:09 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 12:50% _1 Z7 D6 \# v3 h$ @. z/ O3 G( y! T
    如果太麻烦,最后可能也就用对称的正态分布近似了。反正都是近似…… ...
    : i* q: D( b5 r9 D
    如果精度不要求很高的话,不知道查表法的精度能不能达到要求。那个倒是最快。
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  • TA的每日心情
    郁闷
    2022-6-19 00:00
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    [LV.Master]无

    9#
    发表于 2019-2-4 12:58:52 | 只看该作者
    统计学我只明白最最基本的,泊松分布也理解不深。问几个傻问题吧:一共多少块塔板?为什么每块塔板只能取到一个data point? 我猜是取样也有成本问题?那样儿的话,您知不知道每块板上的随机取样,与这块板的温度峰值是不是最接近、比其他板的随机取样更接近本板的峰值?
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    10#
     楼主| 发表于 2019-2-4 12:59:41 | 只看该作者
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 22:52$ y* N3 p; X8 M; C; v' |
    如果精度不要求很高的话,不知道查表法的精度能不能达到要求。那个倒是最快。 ...
    : B4 f7 m# s7 ]

    & X& J8 K+ n1 I+ s* F) R9 i查表再内插,这要做成在线计算还是有点麻烦了?
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01
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    [LV.9]渡劫

    11#
    发表于 2019-2-4 13:00:28 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 12:46# K$ X2 y$ g$ P( b  t8 ]; k
    是我描述得不好。再来一遍。+ n6 ~1 {8 P6 {5 m. v/ x$ j" b
    1 Q$ I2 i$ r0 c/ b; O5 R, w
    我有一条样子像泊松分布的温度分布曲线,但只有几个稀疏的点,想用类似泊松 ...

    / O0 b; @* ?( r& F原来是泊松分布。。。 惭愧,连最小二乘法都属于复杂算法了。。。还真不知道有什么其他的简便方法。这一块早已经还给老师。。。 现在计算能力强大,集成性高,一般直接一个pasfit之类的函数就解决问题了。。。哈哈哈
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  • TA的每日心情
    慵懒
    13 小时前
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    [LV.Master]无

    12#
    发表于 2019-2-4 13:00:30 | 只看该作者
    本帖最后由 松叶牡丹 于 2019-2-4 13:06 编辑 ; {$ t2 e: d* w( Z' v

    ) k* A+ C# P$ h# y做成在线计算器,那就不能查表了,反而太麻烦。坐等观摩高手们过招。
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    13#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:03:39 | 只看该作者
    煮酒正熟 发表于 2019-2-3 22:58
    3 s8 Y# @1 J. ^: s* p7 r统计学我只明白最最基本的,泊松分布也理解不深。问几个傻问题吧:一共多少块塔板?为什么每块塔板只能取到 ...

    ' P+ ^. Y2 r: H# k咳咳,这个其实不是统计问题,是从有限的温度测量估计温度分布曲线的问题。吸收塔一共20块塔板,每块塔板只有一个温度测量点,连续测量(每15秒采样一次)。: L2 u- [' b: Y2 O8 C
    ( B& e/ H( ~+ V: l# K
    这温度分布随工艺条件而变,所以这个峰值和凸起一直在动来动去。目视很容易看出峰值在那里,但要用数值办法实时确定,反而犯难了。
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    14#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:06:04 | 只看该作者
    tanis 发表于 2019-2-3 23:009 I* s5 m) b: n! ]
    原来是泊松分布。。。 惭愧,连最小二乘法都属于复杂算法了。。。还真不知道有什么其他的简便方法。这一 ...

    , D2 a" O5 k9 n4 L2 i切,我有那东西,还费这个事吗?Matlab、Maple,什么不能上啊!问题是我需要在线计算,而且只有FORTRAN一级的语言从头现编,还不能太耗费CPU时间,耽误了实时控制就偷鸡不成蚀把米了。
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    15#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:06:44 | 只看该作者
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 23:00: ~, H- {5 R; D8 K( c* a
    做成在线计算器,那就不能查表了,反而太麻烦。坐等观摩高手们过招。

    ( ?8 p& R1 \8 Q2 H& d% L估计吃完年夜饭,就该忙着数红包了。

    点评

    这坛里的,绝大多数是发红包的  发表于 2019-2-4 14:34
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01
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    [LV.9]渡劫

    16#
    发表于 2019-2-4 13:09:41 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 13:03+ e: ^# X$ T& q7 Y" W
    咳咳,这个其实不是统计问题,是从有限的温度测量估计温度分布曲线的问题。吸收塔一共20块塔板,每块塔板 ...

    / C% K$ Z; J6 F- ^; A目视是指看数据点脑补么? 所以一共20个数据点(塔板),然后最高温度可能在点之间? 15s一次,速度很慢啊,为啥不能离线算? 系统太古老了?# R/ ~) |' H1 c
      t' e+ p1 j6 q0 h
    如果是系统太老无法整合还有个鬼畜方法。。。 既然肉眼能看到每个点在哪里,可以用电脑拍照把图截下来,然后从图像里把点的值拿到,接着在电脑里拟合。
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  • TA的每日心情
    开心
    2023-4-1 00:01
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    [LV.9]渡劫

    17#
    发表于 2019-2-4 13:12:21 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 13:06
    8 X( P; C! \7 F" _! n7 n/ d7 R切,我有那东西,还费这个事吗?Matlab、Maple,什么不能上啊!问题是我需要在线计算,而且只有FORTRAN一 ...
    2 H* Z) c& t, i6 j+ F* N- G$ P
    找温度第二,第三高的两个点,拟合个直线,取中间的那个位置
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  • TA的每日心情
    慵懒
    13 小时前
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    [LV.Master]无

    18#
    发表于 2019-2-4 13:12:42 | 只看该作者
    晨枫 发表于 2019-2-4 13:06
    " y& D. H' d+ @6 Y' f& J切,我有那东西,还费这个事吗?Matlab、Maple,什么不能上啊!问题是我需要在线计算,而且只有FORTRAN一 ...

      q3 O9 v0 C0 S您是说每块塔板都是15秒测量一次,所以每15秒要同时给出20个塔板的20个正态分布式子?
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    19#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:18:45 | 只看该作者
    tanis 发表于 2019-2-3 23:09
    ' A6 y+ L9 R7 T5 @: ^. ^/ g8 L目视是指看数据点脑补么? 所以一共20个数据点(塔板),然后最高温度可能在点之间? 15s一次,速度很慢 ...

    / b/ M8 `; v8 Z正是:看数据点然后脑补。人工就是这么干的。但操作工要照管的事情太多,一会儿不看,可能就错过了,就可能坏事。" P; s2 G% b' n$ D6 W& u9 N

    . [( q3 Z( e" }& O- r  R化工上DCS的采样分基本回路和先进回路,前者一般每秒一次,甚至1/4秒一次,后者每15、30、60秒一次就够了。过程时间常数动辄几十分钟,太快的采样没必要。另一方面,CPU的速度(还是Morotola 68040)和网络带宽(4 megabits 烹per second)有限,不宜太快,还要扫描几百、几千个回路,不宜太快。安全连锁回路更快,在毫秒级,但那不用作连续控制,两回事。/ V5 p4 z* K; W! k% S

    - Q9 t8 [' z1 ]. o& O, S, ?! N& ]工控级的CPU和网络都用特别成熟(翻译:特别古老)的技术,和实验室、离线是两回事。
    5 ^8 p& ~' `- t' ~9 i  f
    ' a9 w" g2 k& |4 b$ N在线计算是因为我要把这个峰值点用到控制回路里。拍照、图像识别、离线拟合,这绕的弯子太大,中间节点太多,可靠性根本靠不住,哪里打一个嗝,就可能造成process upset,就是几十万、上百万的损失,那就划不来了。
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    20#
     楼主| 发表于 2019-2-4 13:21:24 | 只看该作者
    松叶牡丹 发表于 2019-2-3 23:12
    7 K8 |9 k- y# s: g: z$ B7 W8 X您是说每块塔板都是15秒测量一次,所以每15秒要同时给出20个塔板的20个正态分布式子? ...

    ( Z6 C6 r6 ^8 a3 n( }0 ?8 Q每15秒要对20块塔板的温度拟合一条样子像正态分布的曲线。15秒只是计算间隔,每次实际计算其实只有毫秒级的窗口,因为同一个CPU还要分时管好多别的事呢。
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