- •Исследование законов распределения параметров на примере электротехнического оборудования
- •1 Цель и программа работы
- •1.1 Цель работы
- •1.2 Программа работы
- •2 Выполнение работы
- •2.1 В соответствии с вариантом задания составим исходную таблицу выборки параметров и определим в выборке максимальное и минимальное значения. Выборку параметров по варианту сведем в таблицу 2.1.1
- •2.3 Построим гистограмму распределения плотности частоты
- •2.4 Вычислим значения середины каждого интервала. Для каждой из этих точек отложим значения плотности частоты и соединим полученные точки на графике плавной сглаживающей кривой
- •2.5. Вычислим основные моменты распределения для данной выборки
- •2.6. Выполним оценку согласования статистического распределения с нормальным законом распределения, используя критерий хи-квадрат Пирсона.
- •3. Из исходной выборки экспериментальных данных составим ограниченную выборку из 50-ти элементов путем извлечения из нее каждого третьего элемента. Для этой выборки выполним следующее:
- •3.1. Составим группированный статистический ряд и вычислить математическое ожидание и дисперсию:
- •4 Заключение
2.3 Построим гистограмму распределения плотности частоты
Рисунок 2.3.1 – Гистограмма плотности частости
2.4 Вычислим значения середины каждого интервала. Для каждой из этих точек отложим значения плотности частоты и соединим полученные точки на графике плавной сглаживающей кривой
69,5625 |
0,000150403 |
73,6875 |
0,001673903 |
77,8125 |
0,010330786 |
81,9375 |
0,035356267 |
86,0625 |
0,067101049 |
90,1875 |
0,07061908 |
94,3125 |
0,041213989 |
98,4375 |
0,013338196 |
102,5625 |
0,002393753 |
106,6875 |
0,000238227 |
110,8125 |
0,000013147 |
114,9375 |
0,000000402 |
центры разрядов |
плотность частоты |
|
|
Рисунок 2.4.1 – Сглаживающая кривая гистограммы частоты
2.5. Вычислим основные моменты распределения для данной выборки
На практике определение начальных моментов производится через условные варианты, что существенно упрощает расчеты
,
где
– условный вариант;
– постоянная
величина (условный нуль);
– шаг.
Чтобы
максимально упростить расчеты, значение
С выбирают равным значению X
среднего интервала, а значение шага –
равное ширине разряда гистограммы
.
Подставляя значения
взамен соответствующих
в формуле (1.19), получим значения условных
моментов (они имеют символ
« ′ » в обозначении). Тогда формулы для определения искомых центральных моментов через условные начальные моменты, с учетом формулы (1.29), примут вид
.
Таблица 2.5.1 – Расчет вспомогательных параметров для определения начальных моментов
|
|
|
|
|
|
|
69,5625 |
0,00666667 |
-6 |
-0,04 |
0,24 |
-1,44 |
8,64 |
73,6875 |
0 |
-5 |
0 |
0 |
0 |
0 |
77,8125 |
0,04666667 |
-4 |
-0,18667 |
0,746667 |
-2,9866667 |
11,9466667 |
81,9375 |
0,09333333 |
-3 |
-0,28 |
0,84 |
-2,52 |
7,56 |
86,0625 |
0,22 |
-2 |
-0,44 |
0,88 |
-1,76 |
3,52 |
90,1875 |
0,58 |
-1 |
-0,58 |
0,58 |
-0,58 |
0,58 |
94,3125 |
0,02 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
98,4375 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
102,563 |
0 |
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
106,688 |
0,02666667 |
3 |
0,08 |
0,24 |
0,72 |
2,16 |
110,813 |
0 |
4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
114,938 |
0,00666667 |
5 |
0,033333 |
0,166667 |
0,83333333 |
4,16666667 |
∑ |
1 |
|
-1,41333 |
3,693333 |
-7,7333333 |
38,5733333 |
Условные начальные моменты равны:
;
;
;
;
mꞋ1= |
-1,4133333 |
mꞋ2= |
3,69333333 |
mꞋ3= |
-7,7333333 |
mꞋ4= |
38,5733333 |
Центральные моменты:
m1= |
88,4825 |
µ2= |
28,855475 |
µ3= |
160,039107 |
µ4= |
7860,46637 |
Тогда
Математическое ожидание: m = 88,4825;
Дисперсия: D = µ2 = 28,855;
Среднее
квадратичное отклонение: σ
=√D=5,3717;
Коэффициент асимметрии: kа = μ3/σ 3 =1,032485 (смещение вправо);
Коэффициент эксцесса: kэ= μ4/σ 4-3=6,44043 (график более крутой).
Для аппроксимации данной статистической кривой распределения кривой нормального закона распределения воспользуемся формулой Гаусса:
где σ – среднее квадратичное отклонение, m – математическое ожидание, полученные выше.
Рисунок 2.5.1 – Сглаживающая кривая и аппроксимирующая кривая гистограммы частоты
