
- •Теория эксперимента
- •Содержание
- •Введение
- •1 Планирование экспериментов
- •1.1 Основные понятия и определения теории эксперимента
- •Общие положения
- •1.1.2 Параметр оптимизации
- •1.1.3 Факторы
- •1.1.4 Выбор модели
- •1.2 Полный факторный эксперимент
- •1.2.1 Принятие решений перед планированием эксперимента
- •1.2.2 Полный факторный эксперимент типа
- •1.2.3 Свойства полного факторного эксперимента типа
- •1.2.4 Полный факторный эксперимент и математическая модель
- •1.3 Дробный факторный эксперимент
- •1.3.1 Минимизация числа опытов
- •1.3.2 Дробная реплика
- •1.3.3 Выбор полуреплик. Генерирующие соотношения и определяющие контрасты
- •1.3.4 Реплики большой дробности
- •2 Проведение эксперимента
- •2.1 Анкета для сбора априорной информации
- •2.2 Реализация плана эксперимента
- •2.3 Ошибки параллельных опытов
- •2.4 Дисперсия параметра оптимизации
- •2.5 Проверка однородности дисперсий
- •2.6 Рандомизация
- •3 Обработка результатов эксперимента методом регрессионного анализа
- •3.1 Зависимость между случайными величинами
- •3.2 Обработка результатов пассивного эксперимента методом
- •3.2.1 Основные понятия классического регрессионного анализа
- •3.2.2 Статистический анализ уравнения регрессии
- •3.3 Особенности обработки результатов эксперимента методом
- •3.3.1 Особенности расчета коэффициентов регрессии
- •3.3.2 Особенности статистического анализа уравнения регрессии
- •3.3.3 Интерпретация уравнения регрессии
- •4 Обработка результатов эксперимента методом дисперсионного анализа
- •4.1 Основные понятия дисперсионного анализа
- •4.2 Однофакторный дисперсионный анализ
- •4.3 Алгоритм расчета однофакторного дисперсионного анализа
- •4.4 Двухфакторный дисперсионный анализ
- •Примечания.
- •Решение.
- •Список использованных источников
- •Приложение a
- •Приложение б
- •Приложение в
- •Значимые ранги множественного рангового критерия Дункана при
- •Приложение г
Примечания.
По своему физическому смыслу символы
(смотреть таблицу 4.2), и
(смотреть таблицы 4.6 и 4.7) являются сокращенным обозначением следующих функций параметров:
где di – эффект фактора Х (ХА) на i-ом уровне;
– эффект
фактора ХВ
на j-ом
уровне.
Однако
по аналогии с обычной дисперсией в
большей части литературных источников
их называют дисперсиями соответственно
факторов Х,
XA
и XB.
В этом смысле оценки дисперсией
(смотреть таблицы 4.2, 4.6 и 4.7) для корректности
следует называть средними квадратами.
2 При проведении ДА можно получить математическую модель, но это не является главной целью, так как при наличии качественных факторов эту модель нельзя использовать для прогнозирования выходного параметра, не найденных из эксперимента.
3 Если исследуемый процесс определяется действием, как качественных, так и количественных факторов, то для их исследования следует применить ковариационный анализ, объединяющий регрессионные и дисперсионные методы.
Задача 4.2.
Пусть
имеется три однотипные боевые машины
реактивных систем залпового огня (БМ
РСЗО) (при постоянных уровня фактора
ХВ),
заряженные снарядами М21 ОФ, которые
были произведены на двух различных
заводах (два уровня фактора ХА).
Стоит задача: по результатам стрельб,
представленных в таблице 4.8, оценить
существенность влияния факторов XA
и XB
на величину
систематического отклонения неуправляемых
реактивных снарядов от точки прицеливания
по дальности (
).
Таблица 4.8
Уровни фактора ХВ (j=1,m) |
Уровни фактора XA (i=1,k) |
|
xA1 |
xA2 |
|
xB1 |
190,.260,170,170,170 (l=I,n) |
190,150,210,150,150 |
xB2 |
150,250,220,140,180 |
230,190,200,190,200 |
xB3 |
190,185,135,195,195 |
150,170,150,170,180 |
Будем считать, что все предпосылки проведения дисперсионного анализа (ДА) выполняются.
Решение.
Так как при сочетании уровней факторов проведено по пять параллельных опытов, то представляется возможность оценить влияние не только исследуемых входных факторов XA и XB, но и их взаимодействия XAXB, то есть построить модель вида (4.46);
i=1,k ; k=2;
j=1,m; m=3;
l=1,n; n=5.
По данным таблицы 4.8. определяем:
суммы наблюдений в каждой ячейке:
Например:
квадрат суммы в каждой ячейке:
- итоги по столбцам:
- итоги по строкам:
- сумму всех наблюдений (общий итог):
- сумму квадратов всех наблюдений:
- сумму квадратов итогов по столбцам, деленную на число наблюдений в столбце:
- сумму квадратов итогов по строкам, деленную на число наблюдений в строке:
- квадрат общего итога, деленный на число всех наблюдений:
- сумму квадратов для столбца:
;
- сумму квадратов для строки:
;
- сумму квадратов для дисперсии воспроизводимости:
- общую (полную) сумму квадратов:
- остаточную сумму квадратов отклонений для эффекта взаимодействия XAXB:
- оценку дисперсии
;
-
оценку
дисперсии
;
-
оценку дисперсии
- оценку дисперсии
;
- определяем расчетные значения F-критерия:
-
выписываем из приложения 5 критические
табличные значения F-критерия
для уровня значимости
и соответствующих чисел степеней
свободы:
и сравниваем с расчетными значениями:
Таким образом, все расчетные значения F-критерия меньше соответствующих табличных - критических значений. Это говорит о том, что ни один из исследуемых факторов и их взаимодействие не выделились на фоне шума эксперимента, то есть их влияние на систематическое отклонение НУР по дальности ( ) следует признать незначимым.